В бъдеще един ден на Земята ще продължава 25 часа и ето защо

Нашата система за отчитане на времето се състои от 24 часа в денонощието, като всеки час е разделен на 60 минути и след това на 60 секунди. Това сложно и интересно изчисление води началото си от древните цивилизации, по-специално от египтяните, които са разделили лятното часово време на 10 часа и са добавили още един час в началото и в края на деня. Нощното време е било разделено на 12 часа въз основа на наблюденията на звездите. Интересно е, че продължителността на деня и нощта в тази система не е била еднаква и се е променяла в зависимост от сезоните.

Така, въпреки че съвременните методи за измерване на времето са по-точни и удобни, традицията на 24-часовото денонощие е оцеляла благодарение на своите исторически и културни корени. Но това не е толкова просто, защото броят на измерваните часове пряко зависи от скоростта на въртене на Земята, която, както е известно, се забавя. Както показват резултатите от наскоро публикувано изследване, след 200 милиона години денят на нашата планета ще продължава 25 часа. Но защо и как учените са стигнали до това заключение? Нека се спрем малко по-подробно.

Въртенето на Земята

Нашата планета се върти около оста си – въображаема линия, която минава от Северния до Южния полюс, и така наблюдаваме повтарящия се цикъл на деня и нощта. Въртенето е обратно на часовниковата стрелка, когато се гледа от Северния полюс, и отнема приблизително 24 часа, за да се извърши едно пълно завъртане.

Причината за въртенето на Земята се дължи на нейната история – преди около 4,6 милиарда години облаци от газ и прах са се събрали под въздействието на гравитацията и са започнали да се въртят. Физическият закон за запазване на импулса указва, че Земята продължава да се върти, освен ако върху нея не действа външна сила.

Разделянето на Земята на 24 часови зони също е свързано с нейното въртене. Всяка зона представлява район, в който се пада определен час от денонощието, който съответства на положението на Слънцето в небето. Вярно е, че не винаги е било така. По времето на динозаврите например денят е продължавал не 24, а 23 часа. Всъщност в продължение на повече от 1 милиард години продължителността на деня на Земята е била, ако трябва да сме точни, около 19,5 часа. Това е така, защото в миналото планетата се е въртяла по-бързо и гравитационната сила, упражнявана върху нея от Луната, е била по-слаба. Вследствие на това дните са били по-кратки.

Как се изучава това?

За изучаване на въртенето на Земята учените използват различни астрономически инструменти, за да проследяват позициите на звездите и другите небесни тела и да измерват с голяма точност скоростта и промените във въртенето на планетата. Друг важен инструмент са спътниците, оборудвани с усъвършенствани сензори – тези инструменти могат да откриват и най-малките промени в скоростта на въртене и ориентацията на земната ос. Геоложките данни, като например седиментните скални пластове, също дават представа за историческите промени във въртенето на Земята, като помагат на учените да разберат как се е променяло въртенето в продължение на милиони години.

Следователно въртенето на Земята е динамичен процес, който оказва огромно влияние върху планетата. То формира ежедневното ни възприятие за време, влияе върху метеорологичните и климатичните условия и играе ключова роля за функционирането на света.

Планетата се върти по-бързо

Наскоро учени от Техническия университет в Мюнхен (TUM) откриха, че продължителността на деня на Земята може да се увеличи до 25 часа. Това изследване бележи значителен напредък в разбирането на динамиката на въртене на планетата. Да, да, противно на общоприетото схващане, въртенето на Земята не се подчинява на точен 24-часов цикъл. Това несъответствие се дължи на хетерогенния състав на Земята – смес от различни твърди и течни вещества, всяко от които влияе върху скоростта на въртене на планетата.

„Колебанията на въртенето са важни не само за астрономията, но и за създаването на точни климатични модели и по-доброто разбиране на метеорологични явления като Ел Ниньо. А колкото по-точни са данните, толкова по-точни са и прогнозите“, обяснява Улрих Шрайбер, ръководител на проекта в обсерваторията на TUM.

Пробивът на изследователите от TUM се основава на усъвършенстването на пръстеновидния лазер – сложно устройство, което може да измерва въртенето на Земята с изумителна точност. Този лазер, разположен в Геодезическата обсерватория във Вецел, работи в специално проектирана херметична камера на 6 метра под земята и се състои от лазерен пръстеновиден жироскоп и „бягаща пътека“, които са прецизно калибрирани, така че външните фактори да оказват минимално влияние върху показанията.

„Двата лазерни лъча в устройството се разпространяват в противоположни посоки по затворен контур – ако контурът се върти, лъчите ще имат различни честоти“, обясняват изследователите.

Благодарение на тази разлика е възможно да се определят точните различия в скоростта на въртене на Земята – колкото по-големи са те, толкова по-голяма е скоростта на въртене. В допълнение към устройството учените са разработили теоретичен модел, който да отчете асиметрията на лъчите и да коригира грешката.

Едно денонощие на Земята ще бъде с продължителност 25 часа

Така че продължителността на земния ден постепенно се увеличава. В епохата на динозаврите, както споменахме по-горе, денят е продължавал 23 часа, но преди 1,4 милиарда години е бил само 18 часа и 41 минути. Сега учените съобщиха, че според прогнозите след 200 милиона години продължителността на деня ще се увеличи до 25 часа. Но поради каква причина ще се случи това?

Отговорът, както често се случва, се крие в спътника на нашата планета, който постоянно се отдалечава от Земята, като по този начин забавя гравитационното си влияние върху планетата (и прави дните по-дълги). Резултатите са публикувани в списанието National Geographic и представляват значителна стъпка напред в разбирането на въртенето на нашата планета.

Да напомним, че точното време, за което Земята извършва един оборот, може да варира с малки части от милисекундата всяка година поради различни фактори, като например движението на тектоничните плочи, промените във въртенето на вътрешното ядро или гравитационното привличане на Луната. А първоначалната им скорост зависи от силата, с която праховете, скалите и газовете, обикалящи около Слънцето, са се сблъскали, за да образуват нашата планета.

Какви обаче ще бъдат последиците от това събитие за Земята и живите същества? Невъзможно е да се каже точно, тъй като прогнозираните промени ще настъпят в геологически значим период от време. Единственото, което знаем със сигурност, е, че всички живи организми на Земята са тясно свързани с 24-часовия цикъл. Следователно наличието на 25-часови дни теоретично би могло да повлияе на биологичните процеси. Същото се отнася и за метеорологичните модели. Главното е, че и след 200 милиона години да има кой да измерва и изчислява протичането на времето.

Историята на отчитането на времето

За определяне на времето египтяните са използвали слънчев часовник – специално устройство за определяне на времето чрез промяната в дължината на сянката от гномона (най-старият астрономически инструмент) и движението му по циферблата. Дневното и нощното време било разделено на 12 части въз основа на наблюденията и възлизало на 24 часа. Числото 12 е свързано и с фазите на Луната и движението на звездите, което го правело удобно за астрономически наблюдения. По-късно древните римляни възприемат тази система.

Но разделянето на часовете и минутите на 60 идва от древните вавилонци, които предпочитали да използват числа с основа 60. Така например III II (използвайки малко по-различни щрихи) означавало три пъти по 60 плюс две или 182.

От тях сме наследили и разделянето на кръга на 360 части или градуса. Астрономът Ник Ломб от обсерваторията в Сидни смята, че вавилонците са се интересували от числото 360, защото така са определяли броя на дните в годината.

Интересно е, че в древен Китай се е използвала система за двойно време, при която денят е бил разделен на 12 така наречени „двойни часове“, като първоначално средата на първия двоен час се е падала в полунощ. Те са имали и отделна система, при която денят е бил разделен на 100 равни части, наречени „ке“. Тази система обаче била доста сложна, поради което през 1628 г. броят на „ке“ на ден бил намален на 96.

Въпреки че много култури са имали свои собствени календари, изглежда, че няма доказателства за еквивалентни методи за измерване на времето. Така например в календара на маите няма информация за това как са разделяли деня и са изчислявали времето. Същото обаче се отнася и за австралийските аборигени, които са имали сезонни календари за отбелязване на сезоните, но не и на времето.