Солнечный камень викингов: физика навигации

В средневековых сагах викинги использовали так называемый «солнечный камень», чтобы точно определить местоположение солнца во время сплошных снегопадов. Историки считали это чистым мифом. Но только до тех пор, пока не проверили уникальный светорасщепляющий кристалл. Секрет солнечного камня кроется в природном кристалле, известном как исландский шпат или в чистой форме кальцита, широко распространенной в Скандинавии. Исландский шпат обладает свойством, называемым двупреломлением, или двойным преломлением. И это обычная и более , чем реальная, физика. Когда солнечный свет проходит через атмосферу Земли, он поляризуется в концентрические кольца, центрированные на Солнце. Когда поляризованный свет попадает в кристалл кальцита, кристалл расщепляет его на два отдельных луча, которые распространяются с разной скоростью и преломляются под разными углами. Поднеся кристалл к облачному небу и вращая его, навигатор видит два отдельных изображения или пятна света. По мере вращения кристалла относительная яркость этих двух изображений изменяется. В точном положении, когда яркость обоих изображений совпадает, кристалл выравнивается с вектором поляризации неба, указывая прямо на скрытое положение солнца. Эксперименты показывают, что этот метод работает даже тогда, когда солнце находится значительно ниже горизонта или скрыто плотными облаками, обеспечивая точность определения направления в пределах нескольких градусов. Физическое доказательство этой техники было получено из неожиданного источника в 2013 году. Археологи, проводившие раскопки затонувшего в 1592 году елизаветинского военного корабля недалеко от Олдерни в Ла-Манше, обнаружили продолговатый кусок исландского шпата, лежащий рядом с парой латунных навигационных циркулей. Даже спустя столетия после эпохи викингов европейские мореплаватели хранили на борту кристаллы кальцита, поскольку ранние магнитные компасы легко сбивались аномалиями разного типа.