Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
16 сентября
Иван Лавренов
1
2 761

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

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
Позавчера, 13:24
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

Вчера, 18:06
Василий Парфенов

Украинская частная космическая компания Promin Aerospace, несмотря на сложную обстановку в стране, продолжает работу над ракетой оригинальной конструкции. Первый тестовый запуск намечен на первую половину 2023 года. В свежем интервью основатель стартапа рассказал, что даже если прототип не получится отправить в полет на родине, сроки не должны сильно измениться.

Вчера, 15:23
Ольга Иванова

Оказалось, за накопление жира после периода ограничения в питании ответственен определенный тип кишечных бактерий. Китайские ученые назвали способ борьбы с этими микроорганизмами.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

Позавчера, 13:24
Александр Березин

Глава Daimler Мартин Даум и Билл Гейтс в разное время, но вполне единодушно отмечали, что законы физики делают грузовую фуру — ключевой элемент современных перевозок — несовместимой с чистой электротягой. Многотонная батарея отнимает слишком много пространства и веса у коммерческого груза, поэтому проекты Tesla Semi Дауму и Гейтсу представлялись «непрактичными». А теперь Илон Маск наконец начал поставки этого грузовика — и просачивающиеся данные о его реальной массе показывают, что Гейтс и Даум ошибались. Как Маску удалось то, что все в один голос считали настолько невозможным, что никто даже не попытался составить ему конкуренцию? И почему это изменит мир вокруг нас?

2 декабря
Анна Новиковская

Найти лекарство от старости — заветная мечта человечества, но вполне может оказаться, что для мужчин и для женщин их придется разрабатывать по отдельности. Во всяком случае, один из самых многообещающих антивозрастных препаратов, рапамицин, по-разному воздействовал на самцов и самок дрозофил, продлив жизнь одним и не повлияв на других.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

2 декабря
Алиса Гаджиева

Серию секретных рисунков и надписей, добавленных таинственной женщиной-переписчицей, обнаружили в рукописи возрастом более 1200 лет.

[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?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: