利用世界上最稳定的环形激光器首次直接测量地球自转

在德国和捷克边境附近的一个地下掩体深处，通过一条 65 英尺长的隧道，在五扇冷藏门后面，德国科学家正在建造一种非常先进、非常精确的激光器，世界上没有其他激光器可以与之匹敌。但尽管听起来很险恶，但这里并没有发生什么邪恶的事情。那里的研究人员已经建造了世界上最稳定的环形激光器，他们正在用它对地球自转进行前所未有的精确测量。

换句话说，他们试图跟踪我们星球的摆动。而它确实在摆动。相对于太空，地球并非一直以完美的方式平稳旋转。相对于地表，地球的旋转轴会四处移动，受到各种外部影响的推拉，从太阳和月亮的引力到大气压力，再到我们绕太阳运行的椭圆轨道的影响。

这种转变并不严重，我们在表面上无法察觉——轴线的偏移半径大约为 30 英尺——但它使 GPS 测绘等工作变得复杂（这也是为什么你的 iPhone 地图会有误差）、航天发射轨迹的投影或相对于地球的卫星轨道的计算。

世界上最稳定的环形激光器的研发工作已经进行了十多年，现在它首次获得了对地球自转摆动的直接测量结果——也就是说，这是有史以来第一次对地球自转摆动的直接测量结果。

它通过两个沿封闭光束路径传播的反向旋转激光器来实现这一点。当整个装置旋转时，同向旋转的光比反向旋转的光束传播得更远，光束会调整波长来补偿这一点，这反过来又会影响它们的光频率。通过测量频率的变化并进行一些巧妙的计算，研究人员可以测量整个装置正在经历的旋转速度的变化。

之所以将其埋在地下深处，是因为世界上最稳定的环形激光器只有在免受外界影响（如气压和温度变化）的情况下才能保持稳定。因此，它被埋在地下约 20 英尺深的加压舱中，该舱可补偿环境压力的任何变化，以保持激光室的稳定。

下一步：让它更加精确。目前，环形激光器可以测量一段时间内的旋转摆动（其读数已得到射电望远镜的证实），但研究人员希望它能够非常精确，以便能够观察一天内摆动的变化。最终，他们希望它非常稳定，可以将其留在地下并连续运行多年而不会出现任何偏差，这样研究人员就可以随时下楼检查当时的旋转摆动。