Гравитация и относительность - Цзю Х.
Скачать (прямая ссылка):
Морган подробно исследовал данные за период после 1900 г., чтобы выяснить, где возникает эта корреляция. Имеется ли она только в низкочастотных флуктуациях, или ее можно найти и для высокочастотных вариаций? На кривой движения Луны фиг. 12.7 (нижняя кривая) видно несколько очень значительных всплесков. Можно ли установить корреляцию между этими всплесками и подъемами на верхней кривой? Оказывается, что можно.
При обработке данных находились такие кривые третьей степени, которые больше всего соответствовали этим двум графикам, а затем такие кубические кривые вычитались из этих последних с тем, чтобы остались одни лишь «шумовые» флуктуации, для которых и вычислялась корреляция. Эти две разностные кривые приведены на фиг. 12.8. Сами кубические кривые отлично коррелируются друг с другом (коэффициент корреляции равен 0,94). Корреляция разностных кривых составляет 0,20. Вероятность получить такую корреляцию для совершенно не связанных (случайных) чисел равна 8%. Таким образом, знак всех корреляций одинаков, а сами они заметно выше того уровня, при котором могли бы появиться случайно. Эти корреляции очень хорошо согласуются с гипотезой о том, что 1) возмущения в кривой нарушений скоростей вращения Земли и Луны свя*
Возможные воздействия <р-волн на Солнечную систему 407
заны с вариациями лунного периода, 2) что эти вариации и вариации частоты землетрясений вызваны одной
Время, годы
Фиг. 12.8. Длительность дня и частота землетрясений после вычитания кривой третьей степени.
и той же причиной — флуктуациями величины гравитационной постоянной и 3) что все это может вызываться прохождением ф-ВОЛН.
Вариации во вращении Земли-—тоже влияние <р-волн?
He будут ли указанные корреляции согласовываться и с гипотезой о том, что в движении Луны нет собственных возмущений, но происходят вариации во вращении Земли, вызванные какими-то неизвестными причинами? Я думаю, что такое согласие можно лолучить, хотя и не в столь убедительной форме, как это было для гипотезы о неправильном движении Луны. При увеличении скорости вращения Земля расширяется под действием центробежных сил, а это приводит к ослаблению напряжений. Нормальные напряжения уменьшаются № 0,1% относи-
408
Глава 12
тельно изменения скорости вращения (так как центробежные силы составляют всего около 0,1% g на поверхности Земли). Если мы склонны считать, что наличие сильной корреляции объясняется именно этим, то необходимо предположить, что землетрясения крайне чувствительны к малым вариациям нормальных натяжений. Ho получающееся при этом относительное изменение напряжений по порядку величины равно лишь IO-10, что составляет около IO-3 приливных вариаций напряжений. Тогда, видимо, приливные эффекты должны доминировать и подавлять слабые влияния изменяющейся скорости вращения Земли. Однако периодичность приливов не сказывается заметно на частоте землетрясений.
Наличие корреляции между частотой землетрясений и изменениями скорости вращения Земли можно объяснять также вариациями тангенциальных напряжений на границе между ядром и мантией. Ho в таком случае частота землетрясений должна бы быть максимальной тогда, когда изменяется угловая скорость Земли, а не в период минимальной угловой скорости Луны, как оказывается в действительности.
В последние несколько лет у нас появились новые возможности получать данные для обнаружения вариаций скорости вращения Земли. Это — «весьма перспективный метод сравнения скорости вращения Земли с ходом атомных часов. Ho пока что такое сравнение не производилось для достаточно большого периода времени, за который можно было бы точно измерить движение Луны. Это объясняется тем, что точность наблюдений положения Луны низка, а ее период обращения намного превышает время оборота Земли вокруг своей оси. Поэтому данные о движении Луны за короткий промежуток времени содержат большие статистические флуктуации и не представляют большой ценности по сравнению с данными очень точных новейших измерений скорости вращения Земли. Чтобы получить ход изменения лунного периода с достаточной точностью, необходимо усреднить данные за большой срок.
Изменение гравитационной постоянной должно слабо сказываться на скорости вращения Земли. При умень-
Возможные воздействия <р-волн на Солнечную систему 409
шении G Земля расширяется. Сжимаемость же Земли такова, что изменение скорости вращения Земли, вызванное изменением G, должно составлять около 0,1 соответствующего изменения в движении Луны. Морган рассмотрел корреляцию между частотой землетрясений и изменениями в скорости вращения Земли, обнаруженными за последние 6 лет при сравнении этой скорости с ходом атомных часов. Он обнаружил корреляцию того же знака, что и предыдущие корреляции, если этот эффект интерпретировать как результат изменения G. Если же его истолковывать лишь с точки зрения вращения Земли, то знак получается обратный.
Тот факт, что при проведенном в последнее время сравнении хода атомных часов с вращением Земли обнаружены вариации скорости ее вращения, указывает либо на то, что несоответствие в движении Луны частично или полностью вызвано вращательными флуктуа-ациями геофизического происхождения, либо на то, что за последние 6 лет произошли довольно значительные вариации G, повлекшие изменения во вращении Земли. Сейчас еще рано исключать какую-либо из этих возможностей, но в течение ближайших 5 лет новый метод, основанный на использовании атомных часов, позволит, по-видимому, решить этот вопрос.
