Гравитация и относительность - Цзю Х.
Скачать (прямая ссылка):
Скорость вращения Земли должна изменяться и в овязи с флуктуациями уровня мирового океана. На фиг. 8.13, заимствованной у Фэйрбриджа [13], представлены имеющиеся в нашем распоряжении данные относительно флуктуации уровня океана, от которого зависит момент инерции Земли. Уровень мирового океана в прошлом определен по содержанию радиоактивного изотопа углерода в раковинах прибрежных моллюсков. Древние наблюдения затмений, из которых можно делать заключения о скорости вращения Земли в прошлом, относятся главным образом к периоду, когда уровень океана менялся особенно быстро. Мы должны, таким образом, принимать во внимание эффекты изменения уровня океана, происходившего в тот период времени.
Уровень моря,
Фиг. 8.13. Изменение уровня мирового океана (в метрах) в историческую эпоху [13].
Время отсчитывается от наших дней в прошлое.
2
Лунное ускорение, сек. дуги /(столетие)
Фиг. 8.14. Результаты исследования Фотерингэмом [14] непротиворечивых величин для fy/T2 и f0/T2, соответствующих лучшим из древних наблюдений ряда солнечных затмений.
Влияние переменной гравитации на Солнечную систему 289
Если в результате таяния арктических и антарктических льдов уровень мирового океана поднимется на 1 сму то скорость вращения Земли должна уменьшиться на 1 • IO"9, если учесть эффект упругой деформации Земли, но пренебречь изостатической поправкой для земной коры. Ho, по-видимому, было бы правильнее предположить, что изостатическая поправка на компенсацию изменения формы Земли существенна, и считать, что скорость вращения Земли изменяется пропорционально изменению уровня океана, причем коэффициент пропорциональности требуется специально определить.
На фиг. 8.14 представлены данные наблюдений, на основании которых следует определять величину векового ускорения вращения Земли и движения Луны. Эти данные должны быть собраны за длительные периоды времени, так как скорость вращения Земли изменяется неправильно. Поэтому приходится обратиться к классическим наблюдениям затмений вавилонянами и греками. Каждое наблюдение затмения, например описанное Гиппархом, дает линейную связь между вековыми ускорениями Солнца и Луны. Вековое «ускорение» Солнца служит мерой увеличения скорости вращения Земли. Таковы, например, прямые, изображенные на фиг. 8.14. Если вековое ускорение Солнца служит мерой лишь изменения скорости вращения Земли, то ускорение Луны связано с двумя эффектами — собственно ускорением Луны и замедлением часов, проверяемых по вращению Земли.
При таком анализе постепенное замедление движения Луны и планет, связанное с ослаблением гравитационного взаимодействия, должно проявляться в форме добавочного увеличения скорости вращения Земли, остающегося необъясненным после того, как уже учтены все факторы, влияющие на это вращение. Рассматривая совместно данные современных телескопических наблюдений и информацию, выведенную из наблюдений затмений древними, можно определить вековое ускорение Солнца, а значит, и эффективное среднее ускорение вращения Земли. Исключая из полученного эффекта влияние трех приливных ускорений, определенных на основе данных телескопических наблюдений и известных флук
19 Зак. 1740
т
Глава 8
туаций барометрического давления, мы придем к остаточному расхождению, порядок которого довольно хорошо соответствует предполагаемым результатам ослабления тяготения. Оказалось, что в случае четырех наилучших наблюдений затмений, рассмотренных Фотерин-гэмом, — единственных, представляющих действительную ценность для исследования, — противоречия исчезают лишь при учете флуктуаций уровня мирового океана. Полученная в результате таких вычислений линейная зависимость скорости вращения Земли от вариаций уровня океана позволяет производить поправку на флуктуации уровня океана. При учете этой поправки избыточное ускорение вращения Земли оказывается еще более значительным.
К сожалению, есть один пункт, в отношении которого у нас нет полной уверенности, а именно вопрос о том, что происходит с земной корой. Земная кора могла в течение весьма длительного периода времени взаимодействовать с мантией, вследствие чего момент количества движения должен был передаваться от коры к остальной массе Земли. Однако дрейф магнитного поля Земли в западном направлении показывает, что кора вращается медленнее, а не быстрее. Под действием магнитных сил (благодаря вихревым токам, индуцируемым в мантии) вращение Земли должно замедляться, а не ускоряться.
Происхождение неисчезающего магнитного поля Юпитера
В заключение я хотел бы отметить еще один весьма любопытный эффект, в котором, по-моему, может проявляться переменная гравитация. Этот эффект связан с процессами внутри Юпитера.
Объяснение существования магнитного поля у Юпитера может составить целую проблему. Время релаксации электрических токов внутри Юпитера (до их полного исчезновения) достаточно мало для того, чтобы у Юпитера уже не оставалось первоначального маг-
Влияние переменной гравитации на Солнечную систему 291
нитного поля. Поэтому магнитное поле Юпитера следует объяснять магнитогидродинамическим перемешиванием внутренней части планеты, при котором генерируется магнитное поле. Правда, для этого требуется весьма значительная энергия. Дело в том, что внутренняя часть Юпитера, насколько это известно, состоит из вырожденного водорода, обладающего высокой теплопроводностью. Ввиду этого очень затруднительно вызвать конвективные токи масс с помощью теплового потока. Во внешней оболочке планеты конвекция может происходить, но эта оболочка, вероятно, обладает низкой электропроводностью.
