德國科學家們(men) 走進德國—捷克邊境附近一個(ge) 地下掩體(ti) 的深處,穿過一條65英尺長的地道後,身後五道冷庫門被鎖上了。盡管在裏麵會(hui) 聽到不祥的聲音,但那並不是在幹什麽(me) 罪惡勾當。研究人員研製出了世界上最穩定的環形激光器。他們(men) 正在利用這種儀(yi) 器對地球自轉進行史無前例的精確測量。
換句話說,他們(men) 在試圖了解我們(men) 這個(ge) 星球的擺動情況。地球是在擺動的,地球的自轉並非總是完美地平穩旋轉。相對於(yu) 地球表麵,地球的自轉軸會(hui) 發生移動,由於(yu) 外部各種影響———從(cong) 太陽和月球的吸引力到大氣層壓力和繞日橢圓軌道的影響,地球的自轉軸會(hui) 受到推力和拉力的作用。
地球自轉軸的移動並不明顯,我們(men) 在地球表麵是注意不到的。雖然地軸的移動範圍大約隻有30英尺,但會(hui) 給一些工作增加難度,如繪製全球定位係統地圖(這就是
iphoness手機裏的地圖會(hui) 有誤差的原因所在)以及預測向太空發射航天器的運行軌道或測算衛星相對於(yu) 地球的軌道位置。
研製世界上最穩定的環形激光器的工作已開展了10多年時間了。而今的成果是,可對地球自轉的擺動情況進行直接測量。這也是有史以來首次對地球自轉擺動情況進行直接測量。
測量要使用兩(liang) 束對轉式激光。當整個(ge) 儀(yi) 器發生旋轉時,正旋轉光束比反旋轉光束運行的距離長。光束會(hui) 隨之調整波長,進而就會(hui) 影響到光頻。通過測量光頻變化並進行一些高深的數學運算,研究人員就能測算出整個(ge) 儀(yi) 器的旋轉速度變化了。
之所以要在地下掩體(ti) 深處進行這項工作是因為(wei) 以下一個(ge) 事實:世界上最穩定的環形激光器隻有在免受外部影響的條件下才能保持穩定,這些影響包括氣壓和溫度的變化等。
下一步是提高測量的精確度。環形激光器目前可測量地球長期的自轉擺動情況。但研究人員希望將精確度提高到可觀測一天內(nei) 地球自轉擺動情況的水平。他們(men) 的最終目標是,環形激光器能保持穩定狀態,可被置於(yu) 地下並連續無誤差運行多年。那樣的話,研究人員就能在任何時候即時查看地球自轉的擺動情況了。
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