资料来源:DeepTech资料来源:麻省理工学院技术评论)2003年,德国Herui
资料来源:DeepTech资料来源:MIT技术评论)2003年,来自德国和瑞士的工程师开始从海峡两侧建造一座横跨莱茵河的桥梁。施工几个月后,他们发现两侧的桥梁都无法连接 - 德国侧桥比瑞士一侧高54厘米。这一偏差来自以下事实:两国的工程师都使用不同的高度基准:德国队将北海历史悠久的海平面视为零点的高度,因为瑞士队使用地中海海平面比北海少27厘米。尽管人们被用来描述使用“海平面”到一天的生活中的“海平面”的高度,但世界的海洋确实不是水平的。 “海平面随着地点而异,”德国慕尼黑技术大学的地理学家劳拉·桑切斯(Laura Sanchez)解释说。两支球队都知道差异-27厘米的基准,但它们相反。最后,桥是通过降低桥梁甲板建造的到德国方面。为了避免这种昂贵的工程错误,国际几何协会的科学家投票通过2015年通过国际高程参考框架(IHRF),这是全球提议的衡量标准。现在,在使用标准十年的时间里,地理铸成者计划使用最准确的原子钟空间来升级此基准系统。该设备被称为太空中的原子钟集团,上个月是从佛罗里达州推出的国际空间站。该设备是由欧洲间距开发的。 ACE包括两个链接的原子时钟:一个基于剖宫产原子,另一个基于氢原子。两者之间的协作产生的时序时间比单个原子时钟大。普通摆时钟的一天 - 到日期的错误大约是1秒钟,因为它们的挥杆频率将受到水分,温度甚至灰尘积累的影响。目前,G带来的原子钟参与开发和发射设备的欧洲航天局的物理学家Luigi Cacciaputra说,PS卫星仅每3000年就会累积每3000年的1秒错误,而ACE“在3亿年内无法产生1秒的偏差”。在太空中,ACE归因于地球上最准确的原子时钟,以产生同时的时钟网络,并具有支持基本物理实验的使命。但是对于Geodescist而言,该设备的特殊值是执行重力场测量值的能力,这有助于促进更准确的零基准测量全局测量。 “基准零点”的结合对于国际合作至关重要。例如,监视和比较全球海平面的变化可能更方便,并且对于建造水库基础设施(例如大坝和运河)尤其实用。 2020年,国际高度标准与中国和东北之间的珠穆朗玛峰解决了长期的争议PAL:中国早些时候的高度为8844.43米,而尼泊尔的高度为8848米。根据IHRF框架,两国最终达成了共识,即珠穆朗玛峰为8848.86米。照片|正确的A正在进行试验(来源:MIT技术审查),以创建高程零基准,地理判例学家已经建立了一种称为“ George”的地球物理模型。该不规则马铃薯模型上方的每个点的重力值相同,这意味着,如果运河与基准一起挖出,则水面将完全静态和惰性。表面和该参考平面上每个点之间的垂直距离会产生一个全局统一的高程系统。但是,桑切斯指出,当前的模型缺乏准确性,尤其是在非洲和南美。现有的地质水平主要由配备卫星的重力计构建。尽管可以获得全球数据,但分辨率有限,并且更多精致的措施是昂贵的土壤和航空重力的探索。由于资金限制,亚马逊雨林和撒哈拉沙漠等土地复杂地区的调查密度低于其他地区。这种准确性的差异将带来严重的后果:假设在非洲(从地中海海岸到南非开普敦)建造了一座桥梁,并且根据现有模型,桥梁两端的高度偏差可以达到10厘米;虽然北美桥梁在相同的跨越的错误中并没有超过五厘米。为了提高准确性,地理铸造者希望创建一个全球时钟网络,该网络是一个空间 - 同步。这个想法基于爱因斯坦的整体巧合理论 - 重力场越强,p越慢。 2014年科幻电影Interstellar展示了时间扩大时间的激烈版本:两个之后Tronauts在几个小时内仍留在黑洞附近的一个强力田里,他们回到了航天器,发现其余的同伴积累了20年以上。通过比较差异 - 世界各地的原子时钟的时机,科学家可以以不可接受的精度控制地球的重力场,然后建立更准确的大地测量模型。现代最准确的原子钟的敏感性足以看到时间变化的时间等于厘米的高度差异。德国汉诺威的莱布尼兹大学(Leibniz University)的地理罪犯尤尔根·穆勒(JürgenMüller)说:“我们希望提高厘米甚至亚中心水平的准确性。”具体而言,科学家计划使用原子时钟网络来验证现有的GeoDescend模型 - 该任务目前依靠昂贵的技术,并且预计新方法的成本将大大降低。 ACES系统只是第一步。这Cacciapuoti指出,它目前达到了多元点高程全球测量的10 cm的准确性,但其主要任务是为构建原子时钟网络提供技术验证。该系统将测试将太空时钟连接到地面尖端时钟所需的光学和微波技术。 Müller团队计划成为明年第一个将三个地面原子钟与德国连接到德国系统的人,以获取更准确的测量数据。这些研究将为访问比ACE更复杂的原子时钟提供一种方法,最终推动了测量模型的升级。现在,最宽容的原子钟的准确性是ACE的准确性50倍。不参与该计划的俄亥俄州立大学迈克尔说:“很有趣的是,原子钟的稳定性将继续改善。”埃尔·贝维斯(El Bevis)教授指出。他提供了一个例子,即更准确的大地测量水平为工程师提供了更多可以控制运河的深度和水流的深度,但强调科学家还需要与土壤重力场的数学模型相吻合,以充分利用原子钟准确性的好处。该网络的建设结合了数十年的科学家努力。 Cacciapuoti宣布,欧洲航天局的肿瘤为30年,以开发适合太空环境的ACE等紧凑的原子钟。地理学家预计至少十年来改善时钟网络并在太空中启动更多的原子钟。潜在的选择包括将原子时钟整合到GPS卫星中,但桑切斯说,具体的时间表取决于ACES任务的有效性和政府机构投资的意愿。无论如何,销售土地总是在农场与时间之间的漫长竞争。原始链接:https://www.technologyreview.com/2025/05/22/1117294/a-new-tomic-clock-clock-in space-can-can-help-us-reasu重新探测到地球/