Чтобы не заблудиться в своих походах через Северную Атлантику 1000 лет назад и не сбиться с пути, викинги полагались на солнце. (Это было еще задолго до того, как магнитные компасы стали доступны в Европе.) Но в пасмурные дни корабль мог сбиться с курса, что особенно опасно в этих далеких северных широтах, где летом солнце стоит в течение всего дня. В скандинавских сагах упоминается загадочный «солнечный камень», который использовался для навигации. Сегодня ученые утверждают, что солнечный камень мог оказаться кристаллами кальцита, а викинги могли использовать их для навигации высокой точности даже тогда, когда солнце скрывалось за тучи.
Хитрость в том, что определение положения солнца, которое скрылось, в поляризации - ориентации световых волн при движении. Даже в пасмурные дни, небо все еще формирует узор из концентрических колец поляризованного света с солнцем в центре. Если у вас есть кристалл, который деполяризует свет, можно определить расположение этих колец вокруг солнца, которое скрылось.
Кальцит раз и является таким кристаллом. Он имеет одно свойство, которое называется двойным лучепреломлением: свет, который проходит через кальцит, разделяется на два пучка, создавая двойное изображение на оборотной стороне. Яркость каждого из них относительно друг друга зависит от поляризации света. Пропуская свет с неба через кальцит и изменяя ориентацию кристалла до тех пор, пока проекции разделенных лучей станут одинаково яркими, теоретически можно обнаружить концентрические кольца поляризации и следовательно расположения солнца.
Теория это одно, а практика совсем другое. Убедится, что кальцит достаточно точно подходит для навигации, команда ученых во главе с Гай Ропарсом - физиком из университета Ренна во Франции, сконструировали «солнечный камень». Они использовали кусок кальцита из исландского шпата - породы, которая уже была знакома викингам, и поместили его в деревянное устройство, которое направляло свет с неба на кристалл через отверстие, и создавал проекцию двойного изображения на поверхности для сравнения. Затем они применили на протяжении пасмурного дня. Они начали измерения от точки на поверхности, где они знали точную траекторию солнца.
Если викинги были достаточно умными, чтобы использовать кальцит в качестве солнечного навигатора, это бы позволило им ориентироваться в пасмурный день. Теперь сообщают исследователи в статье в Трудах Королевского общества а. Их солнечный камень мог бы работать на уровне 1% для определения истинного местоположения солнца даже после того, как солнце скрылось за горизонт. Но Ропарс говорит, что археологи до сих пор в поисках солнечного камня среди обломков кораблекрушений и поселений викингов.
Джон Филлипс - биолог по исследованиям навигаций у животных в Вирджинском политехническом институте и государственном университете в Блексбурзи, утверждает, что птицы, возможно, также используют механизм поляризации для навигации. Но даже если то, что викинги использовали такие кристаллы для навигации - уже само по себе чрезвычайно: «Может быть [они использовали его], когда моряки-викинги прибывали к островам или встречались с ледяными глыбами во время одной из своих путешествий».
Автор: Джон Боганнон
Источник: Science
