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Les archives byzantines des éclipses solaires ont affiné les mesures de la rotation de la Terre : ScienceAlert

Les enregistrements d’éclipses solaires d’il y a un millénaire et demi ont permis aux scientifiques d’affiner les mesures de la rotation changeante de la Terre.

Un examen minutieux des documents historiques de l’Empire byzantin a donné aux scientifiques les horaires et les emplacements de cinq éclipses solaires. Les résultats, bien que cohérents avec les découvertes précédentes, imposent de nouvelles contraintes plus strictes sur la vitesse de rotation variable de la Terre, nous permettant de mieux comprendre comment notre planète évolue au fil du temps.

La durée d’une journée semble être une mesure assez fiable et immuable. Vingt-quatre heures dans une journée : 86 400 secondes. C’est ce que comptent toutes nos horloges, jour après jour après jour. C’est le rythme auquel nous vivons nos vies. Mais c’est un peu une illusion.

La vitesse à laquelle notre planète tourne ralentit et accélère selon des modèles influencés par une variété de facteurs à la fois sous les pieds et au-dessus de la tête.

Considérez la tendance à long terme dans laquelle nos jours s’allongent progressivement de plus en plus. Sur la base des archives fossiles, les scientifiques ont déduit que les jours étaient juste 18 heures il y a 1,4 milliard d’années, et aidé une heure de moins qu’ils ne le sont aujourd’hui il y a 70 millions d’années. Nous semblons gagner 1,8 millisecondes par siècle.

Ensuite, il y a l’étrange oscillations de six ans: les scientifiques ont découvert que les jours de la Terre subissent des variations temporelles de plus ou moins 0,2 seconde tous les six ans environ.

Une oscillation dans l’axe de rotation de la Terre semble pouvoir produire des anomalies, comme une journée particulièrement courte enregistré l’année dernière. Juste pour quelque chose de différent.

De l’activité principale à la traînée atmosphérique, en passant par l’expansion de l’orbite de la luneun certain nombre de facteurs peuvent influencer la durée réelle des jours terrestres.

L’écart entre la durée acceptée d’un jour sur laquelle nous réglons tous nos montres (temps universel ou UT) et une métrique normalisée comptée avec précision par des horloges atomiques (temps terrestre ou TT) – les dispositifs de chronométrage les plus précis que nous ayons – est une mesure appelée ΔT (delta-T).

ΔT devient très important lorsqu’il s’agit d’éclipses solaires. C’est parce que les positions du Soleil et de la Lune sont calculées et prédites à l’aide de TT, mais l’ombre de la Lune tombera sur une planète fonctionnant sous UT. Vous devez donc connaître la différence entre les deux heures afin de prédire d’où sur Terre l’éclipse sera visible.

Mais ça marche aussi en sens inverse ! Si vous avez l’heure et l’emplacement précis d’une éclipse solaire, vous pouvez calculer ΔT. Les scientifiques ont pu calculer ΔT à partir de documents historiques de Chine, d’Europe et du Moyen-Orient.

Trois scientifiques, Hisashi Hayakawa de l’Université de Nagoya, Koji Murata de l’Université de Tsukuba et Mitsuru Sôma de l’Observatoire astronomique national du Japon, se sont maintenant penchés sur des documents historiques de et de l’Empire byzantin pour faire la même chose.

Il s’agit de combler une lacune importante : du IVe au VIIe siècle de notre ère, les enregistrements d’éclipses solaires sont rares. C’est un travail minutieux. Souvent, des détails pertinents pour les études modernes n’ont pas été inclus dans les dossiers, par exemple. Mais les chercheurs ont pu identifier cinq éclipses solaires à partir d’enregistrements qui n’avaient pas été analysés auparavant.

“Bien que les témoignages originaux de cette période aient été pour la plupart perdus, les citations, les traductions, etc., enregistrées par les générations ultérieures fournissent des informations précieuses”, Murata dit.

“En plus d’informations fiables sur l’emplacement et le moment, nous avions besoin d’une confirmation de la totalité de l’éclipse : l’obscurité diurne dans la mesure où des étoiles apparaissaient dans le ciel. Nous avons pu identifier les heures et les emplacements probables de cinq éclipses solaires totales du 4e au 7e siècle. dans la région de la Méditerranée orientale, en 346, 418, 484, 601 et 693 CE.”

En grande partie, les valeurs de ΔT que l’équipe a pu déduire de ces résultats étaient cohérentes avec les estimations précédentes.

Cependant, il y a eu quelques surprises. À partir du récit de l’éclipse qui a eu lieu le 19 juillet 418 CE, les chercheurs ont identifié le site d’observation de la totalité de l’éclipse comme étant Constantinople.

L’auteur, l’historien Philostorgius, décrit l’éclipse : « Lorsque Théodose [Emperor Theodosius II] avait atteint l’adolescence, le 19 juillet vers la huitième heure, le Soleil fut si complètement éclipsé que des étoiles apparurent.”

Philostorgius a vécu à Constantinople d’environ 394 CE jusqu’à sa mort, vers 439 CE. Il est donc fort probable qu’il ait vu l’éclipse solaire de là. Le modèle précédent pour ΔT pour cette période aurait placé Constantinople en dehors de la trajectoire de la totalité de l’éclipse – le record a donc permis à l’équipe d’ajuster ΔT pour cette période.

Les autres enregistrements montrent également de légers ajustements.

“Nos nouvelles données ΔT comblent un vide considérable et indiquent que la marge ΔT pour le 5e siècle devrait être révisée à la hausse, alors que celles des 6e et 7e siècles devraient être révisées à la baisse”, Murata dit.

Bien que les ajustements puissent sembler légers, ils ont des implications considérables. Ils imposent des contraintes plus strictes sur la variabilité de la rotation de la Terre à l’échelle des siècles et peuvent éclairer les études futures d’autres phénomènes géophysiques, tels que la modélisation de l’intérieur planétaire et les changements à long terme du niveau de la mer.

La recherche a été publiée dans Publications de la Société astronomique du Pacifique.

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