Земная ось испытывает воздействия различных сил, вызывающих ее колебания. Наибольшее влияние оказывает слегка приплюснутая форма Земли. Эффект прецессии заставляет земную ось описывать на небе окружность. В настоящее время она точно ориентирована на Полярную звезду, но в будущем станет указывать на другие звезды, прежде чем снова вернуться к Полярной звезде, завершив цикл в 26 000 лет.

Действуют на земную ось и гравитационные силы Солнца и Луны, которые иногда усиливают, а иногда ослабляют друг друга. Этот эффект, известный как нутация, вызывает небольшие волновые движения на прецессионной окружности земной оси. Существует четкая нутация с периодом 18,6 года, а также множество более мелких нутаций с недельными или суточными циклами. В итоге, ось колеблется не равномерно, а с разной степенью интенсивности.

В ходе непрерывного 250-дневного эксперимента ученые из Технического университета Мюнхена измеряли при помощи специально построенного кольцевого лазера сложные движения оси планеты, в том числе прецессию и нутацию — явления, которые обычно можно наблюдать только с помощью глобальных сетей крупных радиотелескопов.

Кольцевой лазер позволил измерить все эти эффекты напрямую и непрерывно, с уровнем точности, считавшимся ранее невозможным для инерциальных датчиков, то есть тех, которые работают независимо от внешних сигналов.

Им не требуется сеть крупных радиотелескопов на разных континентах. Кольцевой лазер может выполнять все эти измерения самостоятельно, используя относительно небольшой прибор, расположенный в подземном помещении геодезической обсерватории.

Кроме того, временное разрешение колебаний составило менее одного часа, а не несколько суток, сообщает сайт вуза. А результаты стали доступны немедленно, а не через несколько дней или недель, как в случае сети радиотелескопов.

«Мы добились значительного прогресса в измерении параметров Земли, — заявил профессор Ульрих Шрайбер, ведущий автор исследования. — Наш кольцевой лазер обладает уникальными возможностями».

При увеличении в будущем точности измерений и стабильности кольцевого лазера станет возможным даже измерение искажений пространства-времени, вызванное вращением Земли. Это позволит напрямую проверить выводы теории относительности.

Как предположили недавно американские ученые, через Солнечную систему могут проноситься микроскопические первичные черные дыры. Возможно, именно из-за них орбита Марса слегка меняет свою траекторию.