Ziemia – zły zegar

Wysiłki astronomów w tym kierunku w ciągu ostatnich 100 lat można by ująć w następujące 3 etapy:

W pierwszym zmierzają one do empirycznego poprawienia wynikającej z prawa grawitacji wartości wiekowego przyśpieszenia ruchu Księżyca, na mocy uzgodnienia całkowitego materiału obserwacyjnego. Jednocześnie czynione są próby przypisania niewytłumaczonych odchyleń w ruchu Księżyca, Słońca, Merkurego i Wenus zwalnianiu się ruchu obrotowego Ziemi i wydłużaniu się doby o 0,001 sekundy na stulecie. To znów, zmieniając za przykładem innych badaczy interpretację niektórych dawnych zaćmień lub nawet odrzucając je, Tisserand dopatruje się możliwości pogodzenia zaćmień z epoki Ptolemeusza z zaćmieniami, obserwowanymi przez Arabów, bez wprowadzania empirycznej poprawki przyśpieszenia ruchu Księżyca i „bez odwoływania się do interwencji tarcia pływów na pomniejszenie się prędkości rotacji Ziemi“, a ,,w ten sposób uniknęlibyśmy podważania najcenniejszej podstawy do Domiaru czasu“.

Tymczasem przeprowadzone w drugim etapie przez Holendra de Sittera badania jednakowoż zachwiały tę podstawę. Było to jakby nowoczesne: eppur, si muove!

Korzystając z materiału rachunkowego poprzedników (Newcomb, Fotheringham, Brown), de Sitter, po przeprowadzeniu niezwykle wnikliwej analizy anomalij w ruchu czterech cytowanych ciał, dochodzi do następujących wniosków: w ruchu tych ciał

zauważyć się daje zarówno wpływ gwałtownych zmian w ruchu obrotowym Ziemi, wywołanych przemieszczaniem się mas o charakterze sejsmicznym, jak i wpływ nieregularnych zmian, wynikających z tarcia pływów o zmienne podłoże oceanów, o amplitudzie okołoi 1 sekundy na rok. Tak w porównaniu z absolutnie prawidłowo idącym zegarem „empirycznym“ nasz zegar-Ziemia w r. 1650 wyprzedzał go o 37 sek., w r. 1730 szedł z nim zgodnie, w r. 1800 wykazywał opóźnienie 30 sek., w r. 1863 znowu szedł zgodnie, w r. 1897 wyprzedzał o 35 sek., po czym znowu zaczął zwalniać ruch, a ostatnio śpieszy.

Zaliczone do trzeciego etapu badania H. Spencer Jonesa, wzbogacone materiałem obserwacyjnym z ostatnich lat, mają te same cechy matematycznego podejścia do zagadnienia co i u de Sittera, z tą jednak różnicą, że ich autor wypowiada się przeciw gwałtownym i znacznym zmianom w rotacji Ziemi, na skutek zmian jej momentu bezwładności, uważa natomiast, że obserwowane w ruchu pobliskich czterech ciał fluktuacje mogą być przypisane alterującym w znaku zmianom w rotacji Ziemi na skutek zmian jej momentu bezwładności, część zaś wiekowego przyśpieszenia w ruchu tych ciał może być wytłumaczona miarowym zwalnianiem się obrotu Ziemi na skutek tarcia pływów.

A więc uciążliwe badania ruchu Słońca, Księżyca, Merkurego i Wenus przez przeciąg ostatnich 2 i pół stuleci istotnie potwierdziły słuszność hipotezy o niejednostajnym ruchu zegara – Ziemi, jakkolwiek interpretacja fluktuacji, zauważonych w ruchach wspomnianych ciał, a specjalnie stopień udziału przemieszczań się mas Ziemi oraz tarcia wywołanego pływami nie są ostatecznie ustalone.

Złożyły się na to dwie przyczyny. Po pierwsze, serie precyzyjnych obserwacyj położeń Księżyca, Słońca, Merkurego i Wenus nie są jeszcze wystarczająco długie do wykrycia wiekowych zmian. Po drugie, do niedawna zegary nie gwarantowały dostatecznie jednostajnego ruchu, aby móc wykryć nawet w ruchu najbliższych ciał fluktuacje krótkookresowe oraz raptowne.

W tym stanie rzeczy rozstrzygająca rola w udzieleniu odpowiedzi na rozważane tu zagadnienie przypadnie postępom techniki obserwacyj astronomicznych, których zwiastunami są nowe typy narzędzi (zenitalna tuba fotograficzna) oraz wspomniane powyżej zegary kwarcowe o dokładności wyrażającej się w tysiącznych częściach sekundy.

Dodaj komentarz