Византийские сведения о полных солнечных затмениях проясняют неясную историю вращения Земли

Нестабильное вращение Земли, точнее ее скорость, одна из величайших загадок нашего времени, решить которую мечтают ученые всего мира. Вращение Земли вокруг своей оси испокон веков использовалась человеком для измерения времени. Японские ученые попытались измерить изменения скорости нашей Планеты в далеком прошлом.

Наблюдение за полным солнечным затмением является незабываемым опытом и, возможно, было еще более впечатляющим на протяжении всей истории, прежде чем ученые смогли понять и точно предсказать их возникновение. Но исторические записи об этих замечательных астрономических зрелищах — это больше, чем просто диковинки — они предоставляют бесценную информацию об изменениях в движении Земли.

Японские исследователи просмотрели записи из Византийской империи, чтобы идентифицировать и найти полные солнечные затмения, наблюдаемые вокруг Восточного Средиземноморья в 4-7 веках н.э., период, для которого ранее идентифицированные записи о солнечных затмениях особенно скудны.

Эти записи имеют решающее значение для понимания изменчивости вращения Земли на протяжении всей истории. Однако, поскольку люди, которые записывали эти события в древности, часто упускали ключевую информацию, представляющую интерес для современных астрономов, определение правильного времени, места и протяженности исторических затмений является кропотливой работой.

«Хотя оригинальные свидетельства очевидцев этого периода в основном были утеряны, цитаты, переводы и так далее, записанные последующими поколениями, предоставляют ценную информацию», — объясняет соавтор доцент Кодзи Мурата из Университета Цукуба. «В дополнение к надежной информации о местоположении и времени, ученым нужно было подтверждение полноты затмения: дневная темнота до такой степени, что на небе появлялись звезды. Мы смогли определить вероятное время и места пяти полных солнечных затмений с 4 по 7 века в регионе Восточного Средиземноморья, в 346, 418, 484, 601 и 693 годах нашей эры».

Ключевой переменной, на которую проливает свет эта новая информация, является ΔT, разница между временем, измеренным в соответствии с вращением Земли, и временем, независимым от вращения Земли. Таким образом, вариации ΔT представляют собой изменения в фактической длине дня на Земле.

Взяв в качестве примера затмение 19 июля 418 года н.э., древний текст сообщал о солнечном затмении, настолько полном, что на небе появились звезды, а место наблюдения было идентифицировано как Константинополь. Предыдущая модель ΔT для этого времени поставила бы Константинополь вне пути тотальности для этого затмения. Таким образом, ΔT для 5-го века н.э. может быть скорректирован на основе этой новой информации.

«Наши новые данные ΔT заполняют значительный пробел и указывают на то, что маржа ΔT для 5-го века должна быть пересмотрена в сторону повышения, тогда как данные для 6-го и 7-го веков должны быть пересмотрены в сторону понижения», - говорит д-р Мурата.

Эти новые данные проливают свет на изменение вращения Земли в столетнем масштабе времени и, таким образом, помогают уточнить изучение других глобальных явлений на протяжении всей истории, таких как изменчивость уровня моря и объема льда.

Д. ф.-м. н. Н.С. Сидоренков, считает, что из-за того, что Земля вращается не совсем стабильно: меняется скорость ее вращения, движутся географические полюсы, колеблется ось вращения в пространстве. Эти нестабильности доставляют много хлопот астрономам, геодезистам и исследователям космоса, т.к. они искажают координаты небесных и земных объектов. Являясь отражением земных процессов, нестабильности вращения Земли содержат ценную информацию об этих процессах, выдаваемую самой природой.

В 123 г. до н.э. Гиппарх открыл явление предварения равноденствий, или прецессию. В 1755 г. Джеймс Брадлей открыл явление нутации оси вращения Земли. Сомнения в постоянстве скорости суточного вращения Земли возникли после открытия Эдмунтом Галлеем в 1695 г. векового ускорения движения Луны. Мысль о вековом замедлении вращения Земли под действием приливного трения была впервые высказана И. Кантом в 1755 г. Во второй половине прошлого столетия появились свидетельства нерегулярных флуктуаций скорости вращения Земли и движения географических полюсов. С тех пор за неравномерностью вращения Земли и движением полюсов ведутся регулярные наблюдения.

Скорость вращения Земли наиболее просто можно охарактеризовать отклонением длительности земных суток от эталонных (86 400 с). Чем короче земные сутки, тем быстрее вращается Земля.