Причины, вызывающие неравномерности третьей группы, пока неизвестны. Эти неравномерности носят характер неправильных «рывков», т. е. неожиданных ускорений или замедлений вращения Земли. Все они ничтожно малы: из-за них величина суток изменяется ото дня ко дню не более чем на тысячную долю секунды.
Таким образом, главный эталон времени — сутки — весьма изменчив. Сегодняшние сутки, строго говоря, не равны завтрашним. Представьте себе часы, идущие идеально равномерно. Допустим, что их часовая стрелка дважды пробежит циферблат за одни сегодняшние сутки. Продолжительность следующих суток, измеренная этими часами, не будет равна 24 часам.
Путешествия земных полюсов
С детских лет полюсы Земли привлекают к себе наше внимание. Кто не увлекался романтикой полярных путешествий? Кого не манили ледяные просторы Арктики и нераскрытые тайны самого сурового, самого неприступного из материков — Антарктиды? Ценой неимоверных усилий достигали герои полюсов Земли. История их путешествий— это повесть о всепобеждающей силе Человека, который в самом недалеком будущем полностью освоит страны вечных льдов.
Не всем, однако, известно, что полюсы Земли (заветная цель многих путешественников) сами «путешествуют» по земной поверхности. Подозрения на этот счет мучили еще Ньютона, но доказать их основательность удалось лишь в прошлом веке. С полюсами Земли, как известно, неразрывно связана воображаемая сетка географических координат. От того, где на поверхности Земли находятся ее полюсы, зависит и положение земного экватора, по отношению к которому отсчитывается географическая широта. Иначе говоря, движение полюсов Земли должно неизбежно вызывать изменение широт всех точек земной поверхности.
Первая попытка обнаружить изменяемость широт была предпринята в 1842 г. пулковским астрономом X. Петерсом. Ему удалось обнаружить очень медленные и незначительные изменения широты Пулковской обсерватории. Однако неправильные методы обработки наблюдений задержали окончательное решение вопроса. Только через 20 лет еле уловимые колебания широт всех пунктов Земли стали наблюдаемым фактом.
Трудно представить себе ничтожную величину тех изменений широты, о которых идет речь. За год широта изменяется в среднем всего на десятые, а иногда и сотые доли секунды дуги. Это означает, что полюсы Земли смещаются относительно своего среднего положения за год не более чем на несколько метров!
На рис. 13 показаны странствования Северного полюса Земли с 1952 по 1957 г.
Рис. 13. Движение Северного полюса Земли с начала 1952 г. (1952,0) по апрель 1957 г. (1957,4).
Как видно, его путь весьма замысловат. Словно зверь в клетке, Северный полюс кружится около одной средней точки (центр рисунка), удаляясь от нее не более чем на 13 м. Находясь на другом «конце» воображаемой земной оси, Южный полюс Земли повторяет те же движения внутри такого же по размерам квадрата.
Год за годом, век за веком непрерывно путешествуют неугомонные полюсы Земли. Иногда их пути очень сложны, в другие периоды проще, но иногда они полностью не повторяются, хотя непрерывные странствования полюсов происходят на площади всего 676 м2, что составляет лишь 1/7 часть обычного футбольного поля.
Не следует думать, что движение полюсов Земли вызвано изменением направления ее оси. Наоборот, сама Земля смещается по отношению к этой оси. В результате земная ось пересекает поверхность Земли в разное время в различных точках. Чем же вызвано это любопытное явление?
Если бы Земля была однородным твердым шаром, ее полюсы всегда находились бы в одних и тех же точках земной поверхности. Представим себе теперь, что к этой идеализированной однородной Земле «сбоку», где-нибудь между экватором и полюсами, прикрепили огромную массивную гору. Наш воображаемый эксперимент изменит характер вращения Земли. Обладая инерцией, свойственной всем телам, вращающаяся гора будет непрерывно тянуть к себе остальную часть Земли. Будь земная ось не воображаемой, а реальной, похожей на ось колеса, укрепленную в подшипниках, насаженная гора, оттягивая в свою сторону ось, оказала бы разрушительное давление на подшипники. На самом же деле нет причин, которые мешали бы Земле смещаться в сторону горы, поэтому в нашем воображаемом эксперименте Земля непременно «постарается» расположиться «поудобнее», т. е. таким образом, чтобы при изменившихся обстоятельствах (появлении горы) ее вращение снова стало максимально устойчивым. В результате полюсы Земли займут на ее поверхности новое место.