Egy lézergiroszkóppal megmérték a Földön a napok hosszában lévő kis eltéréseket

A gyűrűs lézergiroszkóp méri a kis eltéréseket a Föld forgásában. A giroszkópot Ulrich Schreiber (a képen) és kollégái fejlesztették. A giroszkóp a lézersugarak interferenciáját használja, hogy megmutassa a Föld spinjét.

Vannak napok, melyek hosszabbak, mint a többi. Most a tudósok pontosan tudják, hogy mennyivel. A tudósok lézergiroszkóppal megmérték a Föld forgási sebességében lévő egy százalék milliomod részénél kisebb eltéréseket. A technika segíthet a tudósoknak megérteni a víz és levegő komplex áramlásait, amik a bolygó spinjének a legkisebb zavarait okozzák. A kutatók a Nature Photonics.magazinban számolnak be munkájukról.- írja a Science News honlapján.

A Föld forgása nem teljesen egyenletes. Ahogy forog felgyorsul és lelassul, ezzel egy nap sok millimásodperccel kissé rövidebb vagy hosszabb lesz. Ezek közül az eltérések közül sok jól ismert. Például az egyik ilyen eltérést az árapály erők okozzák, amit a Hold és a Nap gravitációs vonzása hoz létre, ami deformálja a bolygót. A tudósok tuják, hogy jelezzék előre ezeket a hatásokat. De más eltéréseket, amiket a Föld légkörének és vizeinek a fluktuáló áramlásai okoznak, nehezebb kiszámítani.

A németországi Geodetic Observatory Wettzell obszervatóriumban lévő giroszkópot arra tervezték, hogy az ilyen kis hatásokat mérje. Ebben a gyűrűs lézergiroszkópban. lézersugarak utaznak körbe egy négyzet alakú gyűrű körül, aminek minden oldala 4 méter. Az egyik sugár az óramutató járásával megegyező irányban, a másik az óramutató járásával ellentétes irányban kering. A Föld forgásának irányához igazodó sugarak hullámhossza megnyúlik, amelyek ellenkező irányban haladnak összezsugorodnak. Amikor kombinálják, a két kissé eltérő hullámhosszú sugár egy "ütés" jelet hoz létre, ahogy két kissé hamis hang teszi. Az ütés mutatja a Föld forgásának sebességét, így a giroszkóp mérni tudja egy nap hosszát, egy millimásodpercnél pontosabban.

Más, a Föld forgásának sebességét mérő módszerek külső referenciáktól függnek. Például a teleszkópok távoli kvazárok elhelyezkedését használják, hogy meghatározzák a mennyit forgott a Föld. De azok a technikák egy nap átlag eredményét adják.

A giroszkóp a rotációs sebességet néhány óránként méri. És ezeket a méréseket egy földalatti laborból végzik. Nincs szükség a külső világra, mert egy giroszkóp abszolút rotációt mér.

Azaz a rotációt nem valamilyen referenciához viszonyítva méri, hanem magát a rotációt méri.

A gyűrűs lézergiroszkóp méri a kis eltéréseket a Föld forgásában. A giroszkópot Ulrich Schreiber (a képen) és kollégái fejlesztették. A giroszkóp a lézersugarak interferenciáját használja, hogy megmutassa a Föld spinjét. Forrás: https://www.sciencenews.org/article/laser-gyroscope-length-day-earth-physics

Tudósok korábban megmérték a Föld spinjét és dőlését más lézer giroszkópokkal. De nem mérték meg a nap hosszát olyan nagy precizitással mint ez a giroszkóp.

A giroszkóp eléggé stabil is, hogy honapokig folyamatosan működjön, így a tudósoknak van lehetőségük, hogy elkülönítsék a hosszú időskálán történő eltéréseket.

Az ilyen mérések segítik a tudósokat a levegő cirkuláció és az óceáni áramlatok modelljeinek finomításában. A tudósok remélik, hogy a jövőben képesek lesznek még bizonytalanabb hatásokat mérni továbbfejlesztett gyűrűs lézergiroszkópokkal. Einstein általános relativitáselmélete szerint egy forgó bolygó húzza magával a téridőt. A gyűrűs lézergiroszkópok lehet, hogy egy nap érzékelhetik a téridő csavarását és forgását.

(Forrás: Science News: https://www.sciencenews.org/)