Τα μοτίβα πόλωσης κατά τη διάρκεια της ημέρας δείχνουν τον δρόμο προς τον Αληθινό Βορρά – Κόσμο της Φυσικής

Μπορείτε να καταλάβετε ποια κατεύθυνση είναι βόρεια κοιτάζοντας τον ουρανό της ημέρας, χωρίς να χρησιμοποιήσετε πυξίδα ή GPS ή ακόμη και να γνωρίζετε τη θέση του Ήλιου; Χάρη σε μια νέα οπτική μέθοδο, η απάντηση θα μπορούσε σύντομα να είναι «ναι». Αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Aix-Marseille στη Γαλλία, η μέθοδος λειτουργεί αναλύοντας τα μοτίβα πόλωσης στο διάσπαρτο φως της ημέρας. Εκτός από τη βοήθεια της ανάπτυξης εναλλακτικών τεχνικών πλοήγησης, θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς τα ζώα χρησιμοποιούν φυσικά φαινόμενα για να μεταναστεύσουν.

Προς το παρόν, υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι αναγνώρισης του Αληθινού Βορρά. Το ένα είναι να χρησιμοποιήσουμε τις θέσεις των αστεριών, όπως έκαναν οι πλοηγοί σε όλη την ανθρώπινη ιστορία. Ένα άλλο είναι να βασίζεστε σε μαγνητικές πυξίδες. Η τρίτη, πιο πρόσφατη, μέθοδος περιλαμβάνει παγκόσμια δορυφορικά συστήματα πλοήγησης όπως το GPS. Ωστόσο, κάθε μέθοδος έχει τα μειονεκτήματά της. Τα αστέρια είναι ορατά μόνο τη νύχτα και με καλό καιρό. Οι μαγνητικές πυξίδες επηρεάζονται εύκολα από μαγνητικές παρεμβολές, συμπεριλαμβανομένων των φυσικών πηγών, όπως τα πετρώματα που φέρουν σίδηρο. Και τα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης είναι ευάλωτα σε παρεμβολές και παραβιάσεις.

Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές στράφηκαν στα έντομα και τα μεταναστευτικά πουλιά για νέες ιδέες σχετικά με το πώς να πλοηγηθούν χρησιμοποιώντας αραιές μαγνητικές και οπτικές ενδείξεις. Τα μυρμήγκια Cataglyphis είναι γνωστό ότι χρησιμοποιούν ουράνια πόλωση, για παράδειγμα, ενώ τα αποδημητικά πουλιά βαθμονομούν την εσωτερική μαγνητική πυξίδα τους παρατηρώντας την περιστροφή των άστρων γύρω από τον ουράνιο πόλο. Μερικά πουλιά μπορεί επίσης να χρησιμοποιούν πόλωση για να πλοηγούνται κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Πόλωση φεγγίτη

Η νέα μέθοδος, την οποία οι ερευνητές ονόμασαν SkyPole, βασίζεται στην πόλωση του φεγγίτη, η οποία συμβαίνει όταν τα σωματίδια στην ατμόσφαιρα διασκορπίζουν το φως. Σε αντίθεση με το χρώμα ή την ένταση, η πόλωση του φεγγίτη είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι και παράγει ένα ξεχωριστό σχέδιο που εξαρτάται από τη θέση του Ήλιου σε σχέση με έναν παρατηρητή στην επιφάνεια της Γης.

Δεδομένου ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα βορρά-νότου, ένας παρατηρητής στο βόρειο ημισφαίριο θα δει, κατά τη διάρκεια μιας ημέρας, τον Ήλιο να χαράζει μια διαδρομή γύρω από τον βόρειο ουράνιο πόλο - δηλαδή, το σημείο του ουρανού που αντιστοιχεί σε η τομή μεταξύ του άξονα περιστροφής της Γης και της ουράνιας σφαίρας. Τα μοτίβα στον βαθμό πόλωσης του φωτός της ημέρας θα περιστρέφονται επομένως γύρω από αυτόν τον πόλο κατά τη διάρκεια της ημέρας, όπως ακριβώς οι αστερισμοί περιστρέφονται γύρω από το Βόρειο Άστρο τη νύχτα.

«Η κατάσταση της πόλωσης παραμένει σταθερή οποιαδήποτε στιγμή της ημέρας στον βόρειο ουράνιο πόλο», εξηγεί Thomas Kronland-Martinet, μέλος της ομάδας μελέτης και διδάκτορας στο Institut des Sciences du Mouvement της Aix-Marseille (ISM) και το Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP). «Είναι το μόνο σημείο στον ουρανό να έχεις αυτή την ιδιοκτησία».

Χρησιμοποιώντας το μοτίβο του φεγγίτη ως ένδειξη πλοήγησης

Συλλέγοντας εικόνες μοτίβων πόλωσης με την πάροδο του χρόνου με μια πολωμετρική κάμερα, οι ερευνητές μπόρεσαν να εντοπίσουν τον βόρειο ουράνιο πόλο στη διασταύρωση των «αμετάβλητων πόλωσης» - δηλαδή, την πόλωση που μετρήθηκε μεταξύ δύο διακριτών χρονικών περιόδων.

«Σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες, δεν υπολογίζουμε τη θέση του Ήλιου στη μέθοδό μας, αλλά χρησιμοποιούμε απευθείας το μοτίβο του φεγγίτη ως ένδειξη πλοήγησης», εξηγεί ο Kronland-Martinet. «Ακριβέστερα, λαμβάνουμε υπόψη τη χρονική διακύμανση της πόλωσης του φεγγίτη, η οποία μας επιτρέπει να υπολογίσουμε εύκολα τη θέση του ουράνιου πόλου χωρίς να χρειάζεται να επεξεργαστούμε σύνθετο τριγωνομετρικό λογισμό. Επιπλέον, δεν χρειαζόμαστε άλλες πληροφορίες εκτός από εικόνες πόλωσης, καθιστώντας τη μέθοδό μας πολύ απλή».

Το πολωμένο φως εκτοξεύει τη μαγνητική πυξίδα των πουλιών εκτός πορείας

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το SkyPole θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη βαθμονόμηση πυξίδων για συστήματα αδρανειακής πλοήγησης που υπόκεινται σε μετατόπιση με την πάροδο του χρόνου. Θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τη θαλάσσια πλοήγηση, για παράδειγμα, επιτρέποντας την ανάπτυξη αυτόματων πολωσιμετρικών εξάντων. Σύμφωνα με την Kronland-Martinet, θα μπορούσε ακόμη και να γίνει μια εναλλακτική λύση στη δορυφορική πλοήγηση. «Αν και είναι εξαιρετικά ακριβή, [τα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης] μπορούν εύκολα να θολωθούν και να παραπλανηθούν και μπορεί να μην είναι ο καλύτερος υποψήφιος για όταν χρειάζονται ισχυρές πληροφορίες – για παράδειγμα, σε αυτόνομα οχήματα», λέει. Κόσμος Φυσικής.

Προς το παρόν, οι μεγάλοι χρόνοι συλλογής δεδομένων του SkyPole το καθιστούν ακατάλληλο για στιγμιαία παγκόσμια τοποθέτηση, αλλά τα μέλη της ομάδας διερευνούν τρόπους για να το κάνουν πιο γρήγορο. Αναφέρουν τη δουλειά τους PNAS.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• ChartPrime. Ανεβάστε το Trading Game σας με το ChartPrime. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/daytime-polarization-patterns-point-the-way-to-true-north/