掘地三尺 感知星球

　　铝制舱门是地下遁避物的独一线索。正在间隔慕尼暗盘20公里远的德邦菲尔斯腾费尔德布鲁克县一处安祥的修道院村庄的玉米地和小麦地中央，埋藏着一座混凝土倒金字塔筑设以及钢铁管道、精巧响应器，它们位于约3层楼深的地底深处。本年3月，当激光首先穿过名为“地动回旋运动”（ROMY）的四面体周围时，寰宇上最纷乱的叫醒激光器由此启动，它可以反应地球自己怎么回旋运动。

　　“这是此前从未筑制过的一种组织。”慕尼黑道德维希马克西米利安大学地动学家Heiner Igel说，“它是一种很极端的方法。”使它天下无双的特质席卷依旧激光不变以及检测其波长的渺小转变。

　　云云做使得ROMY可以衡量地球回旋率和回旋轴的渺小转变。衡量闭系速率和步调有助于加添GPA导航的精度，ROMY以至还能够预测由阿尔伯特·爱因斯坦预测的广义相对论：回旋行星对左近时空的推拽感化，就像一只勺子进了一锅蜂蜜那样。ROMY还对奉陪地动的细微回旋出格敏锐，这一恒久被怠忽的运动含相闭于地球内部组织的线索。通过出现纪录闭系运动的数值，ROMY可认为助助石油和自然气勘测者以至念要谛听月球和火星震颤的行星科学家的微型感觉器铺平道道。

　　依据法邦物理学家Georges Sagnac正在1913年外明的一种效应，环形激光器是最准确的回旋感觉器。他把光分成环绕一个回旋桌面的周边朝着相否决象运转的两束光。当他把两束光从头连系正在一块时，他看到了互相扰乱的“条纹”——暗色和亮色的光带说明两束光波的反相位。朝着回旋对象运动的光比相否决象运动的光挪动得稍远，从而导致相移。

　　正在接下来的几十年，科学家用Sagnac效应跟踪回旋。该道理撑持用激光器和纤维光学陀螺仪替换上世纪70年代的伶俐刻板陀螺——现正在这是导航的法式。他们衡量的回旋像一架喷气战机的转弯和下潜相同又速又大。筑树更大、更准确的大地衡量学（衡量地球自己）环形激光器的念法直到上世纪90年代才显示，当时近乎完好的反光镜刚首先显示。

　　首批好像激光器之一是C-II，这是一种具有1米长方形手臂的环形激光器，于上世纪90年代中期正在新西兰筑制，位于二战后一个放弃的燃料库中，那里的温度较量不变。C-II还鞭策了慕尼黑理工大学激光物理学家Ulrich Schreiber的职业成长。

　　本年3月，工程师正在4个环中同时完毕了第一束光，这说明这个几何四面体出格准确，足以保障全数激光寻常发作共鸣。“它看似无足轻重实则不成或缺。”Igel说，“每次当赤色激光可睹时，人们城市出格兴奋地尖叫作声。”该团队正正在讨论对这些激光举行干预以衡量Sagnac效应。他们将于今天正在奥地利维也纳召开的欧洲地球物理科学连合会的一次集会上告诉初度衡量结果。

　　最终，ROMY科学家将监测日间时长和地球轴心位子的转变。它们都不像人们设念的那样固定稳定，而是每天举行着毫秒或厘米级的转变。太阳和月亮都正在用引力拖拽着地球，同时大陆漂移、洋流转变以及冰河期间冰川退化改造周遭质地形成的地壳反弹，城市改造地球的惯性运动，从而改造它的回旋。即使是飓风和地动也会对其发作细微的推力。

　　目前，这些转变的最佳衡量结果来自于一个叫作甚长基线干预衡量（VLBI）的体系，该体系欺骗地球上以肯定间隔分列的射电掷物面天线阅览类星体——遥远宇宙中常常明灭的明亮“灯塔”。通过预备普遍漫衍的掷物面天线何时会纪录到一个亮度转变，大地衡量事情家可以预备出地球的回旋速度及轴的坐标。但这一体系须要数十个天文观测台放弃珍贵的天文观测光阴，为了到达最佳时序较量，硬盘须要连夜从遥远的地方运输到超等预备机核心。将观测结果转化为宣告的衡量结果也要花费数日。

　　ROMY将想法对抗VLBI的精度，同时将会领先它的速率。澳大利亚塔斯马尼亚大学大地衡量专家、助助供给VLBI办事的Lucia Plank说，正在外面上，ROMY可以相连监测地球的回旋速度和地轴，及时更新衡量结果。“ROMY的上风是，你能够即刻得回观测结果。”Plank说。只是她同时呈现，VLBI本事则尤其不变，是以不或许很速被弃之不必。

　　因为ROMY出格新，它仍被试验漂移困扰。该组织位于菲尔斯腾费尔德布鲁克县的松软重积物中，与其他固定正在微晶玻璃（一种可屈从温度转变的陶瓷成品）模块上的环形激光器区别，ROMY的钢管会跟着日夜温差的转变而转变。它还会正在雨水浸透地面后发作转变。最终，Igel希冀通过正在ROMY的每个镜片后面安置小动员机消灭这些漂移，从而及时对激光环做出微调。但他很迎接个中一种速动“漂移”：地动。

　　过去，地动学家仅仅衡量了平移——沿着三个主轴的任何地面位移，但地动波还会鞭策倾角挪动，个中回旋点不会改造位子。守旧地动仪不行衡量倾角挪动，但外面说明，它们出格小，能够疏忽不计。比方提出闻名地动品级的地动学家Charles Richter正在1958年写道：“云云的回旋能够疏忽。”

　　“但它们真相存正在。”Igel说。ROMY将助助科学家探求这一新地动学前沿，出现它实在存正在。正在该团队掀开首个三角环形激光器之后，它感觉到了客岁10月意大利6.6级诺尔恰地动的回旋。

　　最终，科学家希冀可以亲切地动泉源。“ROMY不行挪动。”法邦巴黎导航感觉器公司iXBlue地动回旋感觉器控制人Frdric Guattari说。iXBlue的管理举措是一个由长达5公里的纤维光环组成的紧凑传感器，那些纤维光环被纠缠为一个直径仅有20厘米的线圈。该安装可将光子通过线圈发射到相否决象，扰乱它们，并跟踪相移探测回旋。Guattari曾经把该筑造原型安置正在斯特龙博利火山双方和佛罗伦萨大教堂中。

　　但Igel和Schreiber 希冀云云的小事，他们还希冀ROMY可以孵化出子息。通过部署正在环球各地的众个大型环形激光器，大地衡量能够通过协作、校准和验证各个激光器的衡量结果，造成尤其厚实、尤其准确的地球回旋和挪动的结果。即使Plank出格认同VLBI，她同样希冀德邦大型环形激光器不会单兵作战。“最终方向是正在环球有更众好像的安装。”编译