Византийски записи за слънчеви затъмнения показали как се е изменило въртенето на Земята

Астрономите знаят и изчисляват позициите на планетите, на техните спътници и на космическите апарати с фантастична точност – тогава откъде може да се появи несигурност? Става дума за въртенето на Земята около нейната ос.

В природата няма постоянни величини (с изключение на основните физични константи и техните производни) и няма достатъчна точност на измерване. С появата на атомните часовници стандартът за време, базиран на дните, трябвало да бъде изоставен: тяхната дължина е обект както на добре предвидими регулярни смени, така и на хаотични колебания.

Към първото се отнася влиянието на лунните приливи, което увеличава продължителността на денонощието с 1,7 – 2,3 милисекунди за столетие (величината зависи от метода на изчисление). Хаотичните колебания са предизвикани от преразпределение на масата спрямо оста на въртене на Земята: въздушни и океански течения, сеизмични и много други явления. Ако част от масата се отдалечи от оста, например когато полярните ледени покривки се топят, Земята забавя своето въртене, и обратно.

Графика на отклонението на земното време от универсалното (в секунди) за периода от 720 г. пр.н.е. до 1567 г. сл.Хр. Линиите отбелязват стойности, усреднени по различни методи, а символите – резултатите от изчисленията по известни източници и свидетелства, събрани до 2015 г. / F. R. Stephenson et al. / Proceedings of the Royal Society А

Историческите доказателства за пълните слънчеви затъмнения помагат да се реконструира историята на въртенето на Земята. Ширината на лунната сянка обикновено не надвишава няколкостотин километра, а линейната скорост на въртене на земната повърхност е няколкостотин метра в секунда. Ако Земята не се окаже на място само с десет минути до момента на затъмнението, цялата ивица ще се измести от изчислената позиция.

Изследвайки древни и средновековни свидетелства за слънчеви затъмнения, астрономите са реконструирали въртенето на Земята през последните три хиляди години, но в тази „хроника“ имало празнина от Ранното средновековие, от което са запазени твърде малко летописни свидетелства. През 1000 г. сумарното отклонение е било половин час, в началото на новата ера – цели три часа, а в интервала между тези дати може да бъде час, дори два.

Учени от университета в Цукуба, Япония, начело с Хисаши Хаякава са запълнили тази празнина, като анализирали византийски хроники от четвърти до седми век от новата ера. В летописите били открити свидетелства за пълни слънчеви затъмнения през 346, 418, 484, 601 и 693 г. и едно от тях станало особено показателно.

Съвременните изчисления предсказвали ​​само частично затъмнение в столицата на Византия – Константинопол – през 418 г., но хронистът Филосторгий твърди, че в този ден е станало тъмно като нощ и на небето се виждали звезди. Други хроники позволили да се пресъздаде пълната картина: през пети век забавянето на въртенето на Земята леко снижило своя темп, а през следващите два века, напротив – то се ускорило. Благодарение на това затъмнението в Константинопол наистина се оказало пълно.

Ивицата на слънчевото затъмнение в Константинопол на 19 юли 418 г., изчислена според предишните данни и според новия модел, който отчита допълнителното изпреварване на въртенето на Земята. Hisashi Hayakawa et al. / IOP Publishing

Най-вероятно такива дългосрочни колебания в скоростта на забавяне на въртенето на Земята са свързани с бавни процеси: топене на ледници или промени в режима на циркулация на разтопеното желязо в ядрото на Земята.

ВИЖТЕ ОЩЕ: Земята изведнъж започна да се върти по-бързо. Нашата планета регистрира най-краткия си ден