Продолжительность дня — вопрос, который оказывается далеко не таким простым, как кажется. Земля, представляющая собой сложный объект из различных твердых и жидких материалов, поддается постоянным изменениям в своем вращении в зависимости от динамики ее структуры. Этот процесс, известный как «добавление секунды», становится явным при ближайшем рассмотрении временных параметров.
Научные эксперименты, проведенные исследователями из Мюнхенского технического университета (ТУМ) с использованием уникального устройства, названного "кольцевым лазером", позволяют более точно измерить длительность дня, чем когда-либо прежде. Эти измерения имеют далеко идущие последствия, превосходящие обычные корректировки времени.
Геодезическая обсерватория Веттцелля дом для этого устройства, представляет собой тщательно откалиброванный кольцевой лазерный гироскоп и "гоночную дорожку" шириной 4 метра, устроенные в герметичной камере, встроенной в землю на глубину около 6 метров. Эта тщательная настройка позволяет лазерам устройства реагировать лишь на незначительные колебания вращения Земли.
Устройство, используя сложную систему лазеров и зеркал, регистрирует вращение Земли. Большая разница между частотами лазеров свидетельствует о скорости вращения Земли. Например, на экваторе Земля вращается со скоростью 15 градусов в час. Этот кольцевой лазер создает 348,5 Гц для этой широты. Каждый день это число меняется всего на 1 до 3 миллионных герца (или микрогерц).
Однако, несмотря на передовые технологии, точные измерения представляют трудность. Асимметрия в конструкции устройства означает, что идеальная симметрия волн лазеров не достигается. За последние четыре года геодезисты использовали теоретическую модель лазерных колебаний для успешного выявления и коррекции этих систематических эффектов, что позволяет проводить точные измерения с продолжительностью дня до девяти десятичных знаков. Это примерно в пределах долей миллисекунды в день. Исследования показывают, что вращение Земли колеблется на протяжении двух недель всего на 6 миллисекунд.
За время существования Земли длительность дня постоянно менялась. Например, во времена динозавров сутки длились всего 23 часа. 1,4 миллиарда лет назад они составляли 18 часов 41 минуту. Спустя 200 миллионов лет ожидается, что длительность дня увеличится до 25 часов. Однако, кто знает, кто (или что) сможет провести эти сверхточные измерения вращения в будущем.
