Популярно о науке

Previous Entry Share Next Entry
Секунды координации.
ahiin

Так как вращение Земли замедляется, время от времени приходится добавлять секунды координации. Возможно ли ускорить вращение Земли так, чтобы они больше не были нужны?

—Anton (Берлин, Германия)

Вращение Земли замедляется. Это раздражает.

Одна из причин для раздражения та, что это усложняет стандарты времени. У нас уже слишком много различных стандартов времени [ссылка на английском], включая:


  • TAI, система отсчета времени, основанная на атомных часах, полностью игнорирующая движение Земли.

  • UT0 и UT1, основанные на точном измерении вращения Земли.

  • GPS, стандарт времени для спутников GPS.

  • UTC, компьютерный стандарт, сходный с TAI, но использующий секунды синхронизации, для компенсации расхождения с вращением Земли.

  • TDT, TBT, TCB, и TCG, которые еще хуже.

Сплошная головная боль, особенно для программистов. Например, часы GPS-модуля в вашем смартфоне расходятся на 16 секунд с системным временем телефона. Это потому, что системное время соответствует стандарту UTC,  в котором есть секунды координации, отсутствующие в стандарте GPS. Эти стандарты были синхронны в январе 1980 года и вероятно, никогда не будут синхронизированы вновь.

Полмиллиарда лет назад (когда Земле было 4 миллиарда лет вместо 4,5), день был длиной 22 часа вместо 24. День стал длиннее из-за приливных сил, создаваемых Луной.

Грубо говоря, приливные силы работают следующим образом: притяжение Луны создает на Земле выпуклость, при этом вращение Земли постоянно пытается увести этот горб с линии Земля-Луна. В свою очередь лунная гравитация пытается вернуть выпуклость обратно на линию Земля-Луна, что создает вращающий момент, замедляющий Землю [очень грубо говоря]:

На удивление, Земля замедляется медленнее, чем можно ожидать от воздействия приливных сил. Главная причина расхождения в том, что во время последнего ледникового периода материки под весом ледников опустились и они все еще в процессе возвращения на место. В результате, массы смещается к полюсам, ближе к оси вращения:

[полярная шапка; ось; подскок;
Гляциоизостазия]


Это заставляет нас вращаться быстрее, или, как минимум, не так замедляться.

В настоящее время день длиннее примерно на 0,8 миллисекунд, чем те 86,400 секунд, при которых не понадобилось бы добавление  секунд синхронизации.

[Общее количество секунд синхронизации, начиная с 1972 года.
(основной долговременный тренд)]


Это расхождение меняется во времени в зависимости от погодных и некоторых иных эффектов (на самом деле она даже немного уменьшилась по сравнению с ранними 1990-ми), хотя в целом оно однозначно будет увеличиваться в связи с замедлением Земли.

Если мы хотим избавиться от секунд координации, нам нужно поддерживать постоянную скорость вращения Земли. Потребуется и ускорение, для сокращения дня на 0,8 миллисекунд.

Это непростая задача. Ниже перечислены несколько методов, которые не сработают:

Вращение на стуле против часовой стрелки. Вращение Земли немного изменится, но недостаточно чтобы оказать существенное влияние.

Установка ракетных двигателей на экваторе. Это не поможет, так как ракетный выхлоп останется в атмосфере и вернет воздействие назад в виде ветра. Ситуация аналогично попытке ускорить велосипед во время езды, давя на руль. Если каким-либо образом вынести двигатели за пределы атмосферы, они таки смогут воздействовать на вращение, но недостаточно для достижения наших целей.

Запуск мощных землетрясений. Этим способом действительно можно изменять длительность дня [статья на сайте НАСА о воздействии приснопамятного японского землетрясения на продолжительность дня, по английски], но опять-таки недостаточно.

В конце концов, нам остается единственный вариант: бомбардировка Земли астероидами.

При наличии времени мы можем послать космический корабль (под командой анти-Брюса Виллиса), для выполнения неоднократных пролетов мимо кометы.  В конце-концов гравитационные возмущения могут отклонить комету, направив на столкновение с Землей. Ударив Землю под нужным углом, мы дадим ей толчок:

Даже если комета сгорит в атмосфере, ее импульс достигнет поверхности в виде ветрового воздействия (это займет несколько дней). Для синхронизации вращения ядра и коры потребуется около десятилетия [английская статья], так что столкновение придется планировать очень тщательно, чтобы избежать излишнего ускорения.

Однако есть и плохая новость: для передачи достаточного момента импульса, нам потребуется порядка миллиарда литров скальной породы в секунду (в несколько раз больше объемного расхода Амазонки). В сумме это примерно один десятикилометровый астероид - убийца динозавров раз в несколько дней. Человечество, да и вообще жизнь, не долго выдержит подобную бомбардировку.

Как насчет непрерывного потока астероидов поменьше?

Полагая, что астероид B-612 из Маленького Принца четырехметрового диаметра и состоит из скальных пород, получим, что нам потребуется в среднем около 50 тысяч таких астероидов, входящих в атмосферу каждую секунду, чтобы создавать нужное ускорение.

К сожалению, постоянный высотный метеоритный поток будет передавать атмосфере ту же энергию, что и ежедневный гигантский астероидный импакт. Так что в итоге количество жертв будет таким же: семь миллиардов человек, плюс к этому четыре миллиарда Маленьких Принцев ежедневно.

Зато нам больше не придется волноваться о секундах координации.

Источник.


  • 1
Хмм, а если бомбардировать Луну и ускорять её движение, компенсируя тем самым приливное торможение?
И 7 миллиардов целы, и шоу-иллюминация ночью обеспечена.

Кмк, Луну проще вообще уничтожить.

Жалко же, Луна халявная. И потом, надо не просто уничтожить, но и растащить мусор. Лень :)

Есть фильм на эту тему.

Рус: Вселенная 4 сезон. День когда исчезла Луна
http://www.youtube.com/watch?v=8I678C9cksc

Англ: [Season 4: Episode 2] "The Day the Moon was Gone" (The Universe)
http://www.youtube.com/watch?v=C48Cc3naASY&list=PLFE5DD6B317438A46

В общем, думается, лучше не надо.

Да и вообще. Через полмиллиарда лет в сутках будет 26 часов. Вот тогда заживём!

Re: Есть фильм на эту тему.

Вот кстати спасибо, давно хотел что-нить на эту тему, собранное в одном месте.

Не за что. Вообще, неплохой сериал, да.

Не бомбардировать - установить на ней реактивные двигатели, которые будут разгонять ее, но не до такой степени, чтобы она совсем от нас улетела.

0,8 миллисекунд в день...
Период обращения Луны вокруг Земли - 27 суток 7 часов 43 минуты 4,66 секунды. Это 2 360 584,66 секунд или 2 360 584 660 миллисекунд. Надо ускорить Луну на 8/2360584660-х или на 3,3889909290522967305904631270458e-9 ее скорости.

Средняя скорость движения Луны по орбите = 1.023 км/с = 3681 км/ч.
Следовательно, надо ускорить Луну всего на 1,247 см/час (0,000003464 метра в секунду)
Масса Луны - 7,3477 на 10 в 22-й кг.
Масса известна, требуемое ускорение тоже...
Прикладываемый импульс должен составить 254 421 612 432 800 000 кг-м/с.
В принципе, если построить на Луне цепь космодромов, для того, чтобы садиться и взлетать с Луны только направляя импульс по правильному вектору, то - учитывая, что скорость убегания на Луне - 2380 м/с потребуется всего 2672496 взлета космического корабля массой с "Титаник". А на самом деле даже меньше, так как они еще и садиться будут, передавая часть импульса лунной поверхности.

Ну, или по варварски можно поступить - швырнуть на Луну со скоростью света 848 659 149,5 кг массы, оптом или в розницу, главное по правильному вектору.

О, так бонцы, обходя все против часовой стрелки, все-таки стараются замедлить землю. Я знала, я знала! :-)

Эх, лишний час в сутках, всего через 250 млн. лет :-)

Секунды координации.

Пользователь malasha сослался на вашу запись в записи «Секунды координации.» в контексте: [...] жно ли ускорить вращение Земли так, чтобы они больше не были нужны?” Перевод лежит здесь [...]

Не читала ничего бредовее и ужаснее данной статьи! Написавший ее человек неизлечимо болен самомнением! Совет - оставить свои идеи при себе !

Последуйте же собственному совету.

Дайджест иноблогов

Пользователь lj_editor сослался на вашу запись в записи «Дайджест иноблогов» в контексте: [...] ть вращение Земли так, чтобы они больше не были нужны?” http://ahiin.livejournal.com/93804.html [...]

Приливные силы

Существует строгая закономерность, там где есть водовороты в океанах морях и озерах, там есть приливы и отливы, а там где нет водоворотов, там нет приливов и отливов.. А водовороты обладают свойством гироскопа(юлы), сохранять вертикальное положение оси в пространстве, независимо от вращения Земли..Если смотреть на Землю со стороны Солнца, водовороты вращаясь вместе с Землей опрокидываются, два раза в сутки, благодаря чему ось водоворотов прецессирует (1-2 градусов) и отражает от себя волну-солитон. В результате образуются, приливы и отливы, стоячие волны и вертикальное перемещение океанических вод. Волна убийца, результат столкновения солитонов двух соседних водоворотов... .... Форум СбГУ "Океаналогия" "Гипотезы, загадки, идеи, озарения".

  • 1
?

Log in

No account? Create an account