Действительно ли гравитация отсутствует или ниже в определенных местах на Земле?

Во-первых, определение гравитационного ускорения с точки зрения геолога или геофизика. Представьте себе цилиндр высотой 50 см, из которого выкачан весь воздух. Небольшой шарик удерживается на месте в верхней части цилиндра. Устройство прочно закрепляется на поверхности Земли и шар освобождается. Определение времени, за которое мяч упадет на дно цилиндра, дает местное гравитационное ускорение:$d=\frac 1 2 g t^2$, или$g = \frac {2d}{t^2}$.

Обратите внимание, что по этому определению ускорение свободного падения включает в себя как гравитационные, так и центробежные силы. В соответствии с этим определением ускорение свободного падения на уровне моря варьируется от примерно 9,8337 м/с ² на северном полюсе до примерно 9,7803 м/с ² на экваторе. Центробежная сила из-за вращения Земли составляет около 2/3 вариации. Другая 1/3 приходится на экваториальную выпуклость Земли.

Еще одним фактором, влияющим на изменение гравитационного ускорения, является высота над уровнем моря. Гравитационное ускорение на вершине горы номинально должно быть немного ниже, чем гравитационное ускорение на уровне моря на той же широте, потому что вершина горы находится дальше от центра Земли по сравнению с уровнем моря. Эти изменения высоты намного меньше, чем ~0,05 м/с ² между северным полюсом и экватором.

Широта и высота не полностью объясняют изменения гравитационного ускорения на поверхности Земли. То, что осталось, довольно мало. Использование метров в секунду в квадрате довольно неудобно для представления этих небольших вариаций. Вместо этого геологи и геофизики используют галилео (1 см/с ² ). Даже эта единица измерения слишком велика, чтобы представить крошечные отклонения от того, что можно было бы ожидать, исходя из широты и высоты. Геологи и геофизики используют миллигалы (1/1000 галилея) для обозначения гравитационных аномалий. Получившаяся картина:

_{Источник: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/GRACE/page3.php .}

Многие научно-популярные статьи искажают приведенное выше изображение. Вариация ±50 миллигал на изображении выше очень мала по сравнению со стандартным гравитационным ускорением 980665 миллигал (9,80665 м/с ² ). Это также очень мало по сравнению с разницей в 5300 миллигал между гравитационным ускорением на уровне моря на северном полюсе и на экваторе.

Поисковая система по запросу «отсутствующая гравитация» выдает множество статей о районе Гудзонова залива. Это действительно область, где гравитационное ускорение немного ниже, чем можно было бы ожидать, учитывая широту области. Однако многие из этих научно-популярных статей ошибочны. Во многих из этих статей утверждается, что гравитационное ускорение в районе Гудзонова залива ниже, чем где-либо еще на Земле. Это очень неправильно. Отрицательная аномалия ~ 50 миллигал в этой области мала по сравнению с гораздо большей положительной вариацией из-за крайней широты этой области. Гравитация в красноватой области вокруг Индонезии (положительная гравитационная аномалия) меньше, чем гравитация вокруг Гудзонова залива.

Наконец, чтобы ответить на вопрос, поднятый в заголовке вступительного поста,

Действительно ли гравитация отсутствует или ниже в определенных местах на Земле?

Да, гравитация немного (совсем немного) ниже номинальной в определенных точках на поверхности Земли. Но нет, на поверхности Земли нет мест, где «отсутствует» гравитация.

Да, можно измерить это отклонение от средней поверхностной гравитации как с Земли, так и из космоса. Взгляните на эту статью на io9:

http://io9.com/new-high-res-maps-of-earth-s-surprisingly-inconsistent-1171851670

Этому способствуют три основные причины.

1) Расстояние от центра земли. По мере того, как вы поднимаетесь выше, гравитационная сила становится заметно меньше, поскольку гравитационная сила обрывается как квадрат расстояния. 2) Плотность земли под вами. Области коры с более высокой плотностью имеют большую массу на меньшей площади, чтобы привлекать вас. 3) Широта от экватора. Хотя это не гравитационный эффект, вращение Земли противодействует силе гравитации, и этот эффект слабее всего на затылках и сильнее всего на экваторе.

Все эти эффекты очень малы и не были бы замечены человеком на поверхности земли.

Еще одна возможная причина гравитационных аномалий.

Но, как вы спрашиваете в своих комментариях: может ли это объяснить, почему тысячи людей исчезают каждый год? Нет.

И это затронет только те районы мира, которые в прошлом были покрыты льдом на значительную глубину.

Гравитация ниже средней

Новое спутниковое исследование, возможно, раскрыло тайну одного из самых странных в мире методов похудения: переезда в большую часть северной Канады с необычно низкой гравитацией. Хотя слабость незначительна — одна часть на 25 000, или десятая часть унции для человека весом 150 фунтов (68 кг), — ученые годами спорили о причине.

Одна из возможностей заключается в том, что нижележащие породы мантии медленно стекают вниз. «Это похоже на то, как если бы вы оказались на борту плота в порогах», — сказал ведущий автор исследования Марк Тамизиа, геофизик из Океанографической лаборатории Праудмана в Ливерпуле, Англия. «Если бы вода текла вниз в воронке, [плот] тоже бы потянуло вниз», — сказал он. Но новое исследование поддерживает альтернативную теорию: 20 000 лет назад ледники ледникового периода давили на земную кору, как человек, сидящий на чрезвычайно вязком водяном ложе. Вес всего этого льда заставил скалы мантии медленно сочиться вбок. Затем лед растаял — достаточно быстро корка еще не полностью восстановилась. Тамизиа и его коллеги определили, что на отскок действительно приходится около половины потери гравитации. Исследование появляется сегодня

Исследование, проведенное в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики и Университете Торонто, основывалось на чувствительной паре спутников НАСА под названием GRACE. Эти спутники следуют по одной и той же орбите, но остаются на расстоянии около 130 миль (210 километров) друг от друга. Микроволны используются для измерения расстояния между ними с предельной точностью. Поскольку гравитация Земли меняется, меняется и расстояние между спутниками.