Ян (ahiin) wrote,
Ян
ahiin

Category:

Секунды координации.

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.

Tags: астрономия, физика, что если?, чёрный юмор
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 13 comments