• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16.09.2022
Иван Лавренов
1
2 854

Солнечные затмения в Византии помогли уточнить неравномерность вращения Земли

5.0

Исследуя византийские летописи, ученые нашли упоминания полных солнечных затмений, происходивших «не совсем» в расчетных местах. Анализ отклонений позволил уточнить неравномерность вращения Земли вокруг своей оси.

Художественное изображение солнечного затмения
© The New York Public Library Digital Collections / Автор: Иван Беляев

Солнечные затмения славятся своей предсказуемостью. Благодаря астрономам наблюдатели точно знают расположение полос полных затмений, которые обычно имеет всего пару сотен километров в ширину. Стоит промахнуться — и вместо незабываемого зрелища ночного неба, в котором висит черный диск, обрамленный солнечной короной, наблюдатель увидит гораздо менее впечатляющее частное солнечное затмение.

Регулярность движения небесных тел позволяет рассчитывать солнечные затмения на многие сотни лет вперед и назад. Например, 16 октября 2126 года и 4 мая 2972 года центр лунной тени пройдет через Москву. Но оказывается, точность этих предсказаний не абсолютна: если про первую дату еще можно говорить с уверенностью, то второе затмение может обойти нас стороной (если Москва не вырастет в несколько раз).

Положения планет, их спутников и космических аппаратов астрономы знают и рассчитывают с фантастической точностью — откуда же берется неопределенность? Дело во вращении Земли вокруг своей оси. О разнообразных причинах его неравномерности мы недавно выпускали подробный материал, а здесь расскажем о них кратко.

В природе нет постоянных величин, кроме фундаментальных физических констант и их производных, — есть недостаточная точность измерения. С появлением атомных часов от эталона времени, основанного на сутках, пришлось отказаться: их длина подвержена как хорошо предсказуемым регулярным сдвигам, так и хаотическим колебаниям.

К первым относится влияние лунных приливов, которое увеличивает длину суток на 1,7 — 2,3 миллисекунды за столетие (величина зависит от метода расчета, некоторые подробности можно найти здесь). Хаотические колебания вызваны перераспределениями массы относительно оси вращения Земли: воздушными и океаническими течениями, сейсмическими и многими другими явлениями. Если часть массы отодвигается от оси, например при таянии полярных ледяных щитов, Земля замедляет свое вращение, как балерина, раскинувшая руки, и наоборот.

Вековое замедление вращения Земли вызывает отклонение земного времени от всемирного. Первое определяется, собственно, по земному вращению, а второе — по атомным часам: в сутках всегда ровно 86400 эталонных секунд. Это отклонение растет пропорционально квадрату прошедшего времени, и за две тысячи лет оно достигает примерно пары часов. Суммарный «набег» от хаотических отклонений тоже возрастает с увеличением интервала времени — на долгих промежутках становится заметным вклад все более «медленных» процессов на поверхности Земли и в ее недрах.

График отклонения земного времени от всемирного (по вертикали, в секундах) за период с 720 года до н.э. по 1567 год н.э. Линии отмечают усредненные значения, а символы - результаты вычислений по известным источникам и свидетельствам, собранным на 2016 год.
График отклонения земного времени от всемирного (по вертикали, в секундах) за период с 720 года до н.э. по 1567 год н.э. Линии отмечают значения, усредненные по разным методикам, а символы – результаты вычислений по известным источникам и свидетельствам, собранным на 2016 год. / © https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2016.0404

Воссоздать историю суточного вращения Земли помогают исторические свидетельства о полных солнечных затмениях. Ширина лунной тени обычно составляет пару сотен километров, а линейная скорость вращения земной поверхности достигает почти полукилометра в секунду. Если Земля к моменту затмения «не довернется» всего на десять минут, полоса целиком сместится в сторону от расчетного положения.

Исследуя античные и средневековые свидетельства о солнечных затмениях, астрономы реконструировали вращение Земли за последние три тысячи лет, но в этой «летописи» оставался пробел раннего Средневековья, из которого сохранилось слишком мало летописных свидетельств. В 1000 году суммарное отклонение составляло пол-часа, на рубеже новой эры — целых три часа, а в промежутке между этими датами, благодаря неизвестному вкладу случайных колебаний, оно могло составлять и час, и все два.

Влияние вращения Земли на траекторию солнечного затмения. Положение лунной тени в пространстве остается неизменным, но ее путь по земной поверхности зависит от неопределенности вращения. Сдвиг направлен на восток, если вращение было ускорено, и на запад, если замедлено. / © https://studme.org/htm/img/33/1867/75.png

Ученые из университета Цукубы во главе с Хисаши Хаякавой (Hisashi Hayakawa) восполнили этот пробел, проанализировав византийские летописи с четвертого по седьмой века нашей эры. Полный текст их работы, со сканами и расшифровками оригиналов летописей, находится в открытом доступе. В летописях удалось отыскать свидетельства о полных солнечных затмениях 346, 418, 484, 601 и 693 годов, и одно из них стало особенно показательным.

Современные расчеты предсказывали лишь частное затмение в столице Византии — Константинополе —в 418 году, но летописец Филосторгий утверждает, что в тот день стало темно, как ночью, и в небе были видны звезды. Другие летописи позволили воссоздать полную картину: в пятом веке замедление вращение Земли чуть снизило свой темп, а в последующие два века — наоборот, ускорилось. Благодаря этому затмение в Константинополе действительно оказалось полным.

Полоса солнечного затмения в Константинополе 19 июля 418 года, рассчитанная по предыдущим данным, и по новой модели, учитывающей дополнительное опережение вращения Земли. / © https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1538-3873/ac6b56/pdf

Вероятнее всего, такие долговременные колебания темпа замедления вращения Земли связаны с «неторопливыми» процессами: таянием ледников или изменениями в режиме циркуляции расплавленного железа в земном ядре.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 11:39
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

Позавчера, 17:59
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
-
0
+
Несмотря на то, что восточные ромеи знали и использовали юлианский календарь, летописцы из духоскрепных патриотических соображений все даты приводили в громоздкой, неудобной и не очень точной системе индиктов.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно