Ο Τσάντλερ ταλαντεύεται

Από την Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση στην πλοήγηση Μεταβείτε στην αναζήτηση

Το Chandler ταλάντωση ή Chandler παραλλαγή του γεωγραφικού πλάτους είναι ένα μικρό απόκλιση στην Γη άξονα «s περιστροφής σε σχέση με το στερεό γη , [1] το οποίο ανακαλύφθηκε από και το όνομά του από αμερικανική αστρονόμος Seth Carlo Chandler το 1891. Αυτό ισοδυναμεί με αλλαγή περίπου 9 μέτρα (30 πόδια) στο σημείο στο οποίο ο άξονας τέμνει την επιφάνεια της Γης και έχει περίοδο 433 ημερών. [2] [3] Αυτό ταλάντωση, η οποία είναι μια κλόνηση , συνδυάζεται με ένα άλλο ταλάντωση με μια περίοδο ενός έτους, έτσι ώστε η συνολική πολική κίνηση ποικίλλει με μια περίοδο περίπου 7 ετών.

Η ταλάντευση του Chandler είναι ένα παράδειγμα του είδους της κίνησης που μπορεί να συμβεί για ένα ελεύθερα περιστρεφόμενο αντικείμενο που δεν είναι σφαίρα. αυτό ονομάζεται δωρεάν nutation. Κάπως μπερδεμένα, η κατεύθυνση του άξονα περιστροφής της Γης σε σχέση με τα αστέρια ποικίλλει επίσης ανάλογα με τις διαφορετικές περιόδους, και αυτές οι κινήσεις - που προκαλούνται από τις παλιρροϊκές δυνάμεις της Σελήνης και του Ήλιου - ονομάζονται επίσης διακοπές, εκτός από τις πιο αργές, που είναι μεταπτώσεις των ισημερίες .

Προβλέψεις [ επεξεργασία ]

Η ύπαρξη της ελεύθερης διαβάθμισης της Γης προβλέφθηκε από τον Isaac Newton στα Συμπεράσματα 20 έως 22 της Πρότασης 66, Βιβλίο 1 της Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , και από τον Leonhard Euler το 1765 ως μέρος των μελετών του για τη δυναμική των περιστρεφόμενων σωμάτων. Με βάση τη γνωστή ελλειπτικότητα της Γης, ο Euler προέβλεψε ότι θα είχε περίοδο 305 ημερών. Αρκετοί αστρονόμοι έψαξαν για κινήσεις με αυτήν την περίοδο, αλλά καμία δεν βρέθηκε. Η συμβολή του Τσάντλερ ήταν να αναζητήσει κινήσεις σε οποιαδήποτε πιθανή περίοδο. Μόλις παρατηρήθηκε η ταλάντωση του Τσάντλερ, η διαφορά μεταξύ της περιόδου της και εκείνης που είχε προβλέψει ο Όιλερ εξηγήθηκε από τον Σάιμον Νιούκομπκαθώς προκαλείται από τη μη ακαμψία της Γης. Η πλήρης εξήγηση για την περίοδο περιλαμβάνει επίσης τη ρευστή φύση του πυρήνα της Γης και των ωκεανών—η ταλάντωση, στην πραγματικότητα, παράγει μια πολύ μικρή ωκεάνια παλίρροια με πλάτος περίπου 6 mm ( 14  in), που ονομάζεται « παλίρροια πόλου ». , η οποία είναι η μόνη παλίρροια που δεν προκαλείται από εξωγήινο σώμα. Παρά το μικρό πλάτος, η βαρυτική επίδραση της παλίρροιας του πόλου ανιχνεύεται εύκολα από το υπεραγώγιμο βαρυόμετρο . [4]

Επειδή η Γη δεν είναι ένα άκαμπτο σώμα, η ταλάντωση του Τσάντλερ θα πρέπει να σβήσει με μια σταθερά χρόνου περίπου 68 ετών. [5] Διάφορες θεωρίες έχουν προταθεί για να εξηγήσουν γιατί εξακολουθεί να υπάρχει παρόλο που η γη υπάρχει εδώ και πολύ περισσότερο από 68 χρόνια (βλ. παρακάτω).

Μέτρηση [ επεξεργασία ]

Τα Διεθνή Παρατηρητήρια Γεωγραφικού πλάτους ιδρύθηκαν το 1899 για τη μέτρηση της ταλάντωσης. Αυτά παρείχαν δεδομένα για τον Τσάντλερ και την ετήσια ταλάντευση για το μεγαλύτερο μέρος του 20ου αιώνα, αν και τελικά αντικαταστάθηκαν από άλλες μεθόδους μέτρησης. Η παρακολούθηση της πολικής κίνησης γίνεται πλέον από τη Διεθνή Υπηρεσία Περιστροφής της Γης .

Το πλάτος της ταλάντωσης ποικίλλει από την ανακάλυψή της, έφθασε στο μεγαλύτερο μέγεθός της το 1910 και κυμάνθηκε αισθητά από τη μια δεκαετία στην άλλη. Το 2009, η ανάλυση των Malkin & Miller του Διεθνούς Πόλου της Υπηρεσίας Περιστροφής Γης και Συστημάτων Αναφοράς (IERS) που συντονίζει τα δεδομένα χρονοσειρών από τον Ιανουάριο του 1946 έως τον Ιανουάριο του 2009, έδειξε τρεις αντιστροφές φάσεων της ταλάντωσης, το 1850, το 1920 και το 2005. [2]

Υποθέσεις [ επεξεργασία ]

Εφόσον η ταλάντευση του Τσάντλερ θα εξαφανιστεί μέσα σε μερικές δεκαετίες ή αιώνες, πρέπει να υπάρχουν επιρροές που τη διεγείρουν συνεχώς. Αν και πρέπει να οφείλεται σε αλλαγές στην κατανομή της μάζας ή στη γωνιακή ορμή του εξωτερικού πυρήνα , της ατμόσφαιρας , των ωκεανών ή του φλοιού της Γης (από σεισμούς ), για μεγάλο χρονικό διάστημα η πραγματική πηγή ήταν ασαφής, καθώς καμία διαθέσιμη κίνηση δεν φαινόταν να είναι συνεπής με τι οδηγούσε τη ταλάντευση.

Μια έρευνα έγινε το 2001 από τον Richard Gross στο Jet Propulsion Laboratory που διαχειρίζεται το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια . Χρησιμοποίησε μοντέλα γωνιακής ορμής της ατμόσφαιρας και των ωκεανών σε προσομοιώσεις υπολογιστή για να δείξει ότι από το 1985 έως το 1996, η ταλάντωση του Chandler διεγείρεται από έναν συνδυασμό ατμοσφαιρικών και ωκεανικών διεργασιών, με κυρίαρχο μηχανισμό διέγερσης να είναι οι διακυμάνσεις της πίεσης στον πυθμένα του ωκεανού. Ο Gross διαπίστωσε ότι τα δύο τρίτα της «ταλάντωσης» προκλήθηκαν από κυμαινόμενη πίεση στον βυθό της θάλασσας , η οποία, με τη σειρά της, προκαλείται από αλλαγές στην κυκλοφορία των ωκεανών που προκαλούνται από διακυμάνσεις στη θερμοκρασία , την αλατότητα και τον άνεμο.. Το υπόλοιπο τρίτο οφείλεται σε διακυμάνσεις της ατμοσφαιρικής πίεσης . [5]

Ο Τσάντλερ ταλάντευση του Άρη [ επεξεργασία ]

Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις παρακολούθησης μέσω ραδιοφώνου του Mars Odyssey , του Mars Reconnaissance Orbiter και του Mars Global Surveyor διαστημόπλοιο, ανιχνεύτηκε η ταλάντευση Chandler του Άρη . Είναι η πρώτη φορά που έχει εντοπιστεί σε πλανητικό σώμα εκτός της Γης. Το πλάτος είναι 10 cm, η περίοδος είναι 206,9 ± 0,5 ημέρες και είναι σε μια σχεδόν κυκλική αριστερόστροφη κατεύθυνση όπως φαίνεται από τον Βόρειο Πόλο. [6]

Δείτε επίσης [ επεξεργασία ]

Αναφορές [ επεξεργασία ]

  1. ^ π.χ. Mueller, II (1969). Σφαιρική και Πρακτική Αστρονομία όπως εφαρμόζεται στη Γεωδαισία . Frederick Ungar Publishing, NY, σελ. 80.
  2. ^ a b Zinovy ​​Malkin και Natalia Miller (2009). «Τουντούμενος Τσάντλερ: αποκαλύφθηκαν άλλα δύο μεγάλα άλματα φάσης». Γη, Πλανήτες και Διάστημα . 62 (12): 943–947. arXiv : 0908.3732 . Bibcode : 2010EP&S...62..943M . doi : 10.5047/eps.2010.11.002 . S2CID  17120582 .
  3. "Το Earth's Chandler Wobble άλλαξε δραματικά το 2005" . TechnologyReview.com . MIT Technology Review. 2009 . Ανακτήθηκε στις 25 Ιουλίου 2013 .
  4. ^ Βλέπε, π.χ., Εικ. 2.3. Virtanen, H. (2006). Studies of Earth Dynamics with the Superconducting Gravimeter (PDF) (Ακαδημαϊκή Διατριβή στο Πανεπιστήμιο του Ελσίνκι). Geodetiska Institutet. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 5 Ιουνίου 2011 . Ανακτήθηκε στις 21 Σεπτεμβρίου 2009 .
  5. ^ a b Gross, Richard S. (2000). "The Excitation of the Chandler Wobble" . Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας . 27 (15): 2329–2332. Bibcode : 2000GeoRL..27.2329G . doi : 10.1029/2000gl011450 . Ανακτήθηκε στις 17 Ιανουαρίου 2011 .
  6. ^ Konopliv, Alex S.; Park, Ryan S.; Rivoldini, Attilio; Baland, Rose-Marie; Maistre, Sebastien Le; Hoolst, Tim Van; Yseboodt, Marie; Dehant, Veronique (2020). "Ανίχνευση του Chandler Wobble of Mars From Orbiting Spacecraft" . Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας . 47 (21): e2020GL090568. doi : 10.1029/2020GL090568 . ISSN 1944-8007 . 

Περαιτέρω ανάγνωση [ επεξεργασία ]

  • Carter, B. and M. S. Carter, 2003, "Latitude, How American Astronomers Solved the Mystery of Variation", Naval Institute Press, Annapolis.
  • Gross, Richard S (2000). "The Excitation of the Chandler Wobble" . Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας . 27 (15): 2329–2332. Bibcode : 2000GeoRL..27.2329G . doi : 10.1029/2000gl011450 .
  • Lambeck, Kurt, 1980, The Earth's Variable Rotation: Geophysical Causes and Consequences (Cambridge Monographs on Mechanics), Cambridge University Press, Λονδίνο.
  • Munk, W. H. and MacDonald, G. J. F., 1960, The Rotation of the Earth , Cambridge University Press, Λονδίνο.
  • Moritz, H. and II Mueller, 1987, Earth Rotation: Theory and Observation , Continuum International Publishing Group, Λονδίνο.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι [ επεξεργασία ]