Résistance à l'intérieur d'une sphère en rotation express
À l'intérieur de la Terre se trouve un noyau de fer solide de la taille de la Lune. Il flotte dans du métal liquide et oscille légèrement, comme un noyau de pêche dans le fruit si on le secoue. Ces oscillations sont appelées modes de Slichter : le noyau se déplace tantôt le long de l'axe de la planète, tantôt transversalement.
Trois forces freinent ce mouvement. Le fluide visqueux enveloppe le noyau comme de la mélasse autour d'une cuillère. La rotation de la Terre fait que le fluide se déplace en spirale. Et le champ magnétique traverse le métal et résiste au déplacement. Auparavant, chaque force était décrite séparément, mais dans la nature, elles agissent ensemble.
Les auteurs de l'article ont rassemblé des formules unifiées pour les trois effets. Ils ont tenu compte du fait que le noyau, le fluide et l'enveloppe externe peuvent avoir des conductivités électriques et des aimantations différentes. Les calculs ont montré comment l'énergie des oscillations se dissipe en chaleur et en ondes magnétiques. La modélisation informatique a confirmé la précision des formules.
Les nouvelles formules ne serviront pas seulement pour la Terre. Sous la croûte de glace des lunes de Jupiter et de Saturne se cachent des océans. S'ils contiennent un noyau solide, celui-ci oscille également. En mesurant le freinage de ces oscillations, on peut déduire l'épaisseur de la glace et la composition de l'eau.
Ainsi, le problème du noyau qui tremble dans une pêche en rotation aide à sonder les entrailles de mondes lointains.
Le noyau interne de la Terre tourne légèrement plus vite que le reste de la planète — en un an, il dépasse la surface d'environ 0,2 degré.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Rendez-vous avec Rama », les héros explorent un cylindre en rotation avec un océan intérieur — les oscillations d'un noyau solide pourraient révéler sa structure.