اگر از ما بپرسند که یک شبانه‌روز چقدر طول می‌کشد، پاسخ خواهیم داد ۲۴ ساعت یا به‌عبارتی ۸۶ هزار و ۴۰۰ ثانیه. اما این عدد دقیق و ثابت و همیشگی نیست و عوامل بسیاری روی آن تاثیر می‌گذارند.

به گزارش وب‌سایت اسپیس، مدت زمان دقیق یک شبانه‌روز زمینی به مدت زمانی بستگی دارد که سیاره ما یک دور کامل به دور خود می‌چرخد.

این مدت زمان چرخش نیز همیشه ثابت نیست و ممکن است در اثر رخدادهای پیش‌بینی‌نشده‌ای از قبیل زلزله یا فوران‌های آتشفشانی یا حتی تلاطم فلز مایع در هسته بیرونی زمین، تغییر کند. 

دانشمندان می‌گویند که این تغییرات و آشفتگی در اندازه‌گیری‌ها اغلب در مقیاس بسیار کم میلی‌ثانیه‌ای رخ می‌دهند و با وجود اینکه نمی‌توان آن‌ها را پیش‌بینی کرد اما اندازه‌گیری‌شان به هر حال از نظر علمی برای دانشمندان اهمیت بسیاری دارد.

به گفته اولریش شرایبر، استاد دانشگاه فنی مونیخ آلمان، محاسبه تغییرات طول شبانه‌روز و به عبارتی اندازه‌گیری تغییرات در سرعت چرخش زمین، از جمله برای محاسبات نجومی مهم است. او می‌گوید محاسبه تغییرات طول شبانه‌روز همچنین برای مدلسازی‌های دقیق آب و هوایی یا شناخت بهتر پدیده‌های اقلیمی مانند ال‌نینو نیز اهمیت بسیاری دارد. به گفته شرایبر، هرچقدر که این داده‌ها دقیق‌تر باشند پیش‌بینی‌های دقیق‌تری نیز می‌توانیم انجام دهیم.

به همین منظور، شرایبر و همکارانش این تغییرات بسیار ظریف در طول مدت شبانه‌روز را با دقت بی‌سابقه‌ای اندازه‌گیری کرده‌اند. آن‌ها برای این انجام این کار، از یک ژیروسکوپ لیزری حلقه‌ای در یک محوطه مربعی‌شکل با عرض ۴ متر در یک محفظه تحت فشار واقع در رصدخانه ژئودتیک وتسل آلمان استفاده کردند که در عمق ۶ متری زمین قرار گرفته است. به گفته دانشمندان، پرتوهای لیزر در این عمق فقط تحت تاثیر تغییرات چرخش زمین قرار دارند و نه سایر عوامل محیطی.

این ژیروسکوپ دارای دو پرتو لیزر است که یکی در جهت عقربه‌های ساعت و دیگری در خلاف جهت عقربه‌های ساعت حرکت می‌کند. این دستگاه به شکلی طراحی شده است که اگر زمین، کاملا در حالت تعادل باشد، هر دو پرتو، مسافت یکسانی را طی می‌کنند. اما از آن‌جا که دستگاه همان لرزش‌ها و تکان‌های زمین را تجربه می‌کند، یکی از دو پرتو لیزر فاصله کمی کمتر از لیزر دیگر را پوشش می‌دهد.

شرایبر و همکارانش با محاسبه این تفاوت دریافتند که چرخش سیاره ما با گذر زمان اندکی تغییر می‌کند و در بازه‌هایی که چند هفته یا بیشتر طول می‌کشد تا میزان ۶ میلی‌ثانیه در نوسان است.

نتایج پژوهش این دانشمندان در مقاله‌ای در ۲۳ سپتامبر در مجله علمی «نیچر فوتونیکس» منتشر شد.

محققان قصد دارند در ماه‌های آینده، دقت ژیروسکوپ لیزری خود را بهبود ببخشند و اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری را انجام دهند.