500 metų senumo Leonardo da Vinci „paradoksas“ pagaliau išspręstas: ką išsiaiškino mokslininkai

Fizikai padarė svarbų atradimą, paaiškinantį „neteisingą“ oro burbuliukų judėjimą vandenyje, rašo „IFLScience“.

Prieš daugiau nei 500 metų Leonardo da Vinci stebėjo, kaip vandenyje kyla oro burbuliukai, ir pastebėjo, kad kai kurie burbuliukai kyla į paviršių ne tiesia linija, o  spirale arba zigzagu. Leonardo da Vinci pastebėjo, kad tokiu būdu į paviršių iškyla tik dideli, o ne maži oro burbuliukai, nors kiekvieną iš jų veikia tos pačios jėgos. Per šimtmečius niekas nepaaiškino šio reiškinio, kuris buvo vadinamas „Leonardo da Vinčio paradoksu“.

Tačiau Miguelis Herrada iš Sevilijos universiteto (Ispanija) ir Jensas Eggersas iš Bristolio universiteto (JK) išsprendė šią paslaptį. Naujas tyrimas rodo, kad oro burbuliukai gali pasiekti kritinį dydį, kuris skatina jų nestabilų judėjimą dėl aplinkinio vandens srauto ir nedidelių jų formos pokyčių sąveikos. Pasak mokslininkų, burbuliukai keičiasi veikiami vandens jėgų, o savo ruožtu burbuliuko forma keičia judėjimo pobūdį.

„Vandenyje kylančius oro burbuliukus veikia daugybė susikertančių jėgų, tokių kaip skysčio klampumas, paviršiaus trintis ir bet kokie teršalai, kurie iškreipia burbuliukų formą ir keičia aplink juos tekančio vandens dinamiką“, – sako Herrada.

Mokslininkai sukūrė matematinius modelius ir palygino jų rezultatus su ankstesniais eksperimentais, atliktais „itin gryname vandenyje“. Jie išsiaiškino, kad burbuliukai periodiškai pakrypsta, todėl keičiasi jų forma. Taip, viena burbuliuko pusė pasidaro slidesnė, todėl aplink ją greičiau teka vanduo. Tai sumažina spaudimą toje pusėje ir burbulas grįžta į pradinę būseną, bet tada transformacijos ciklas kartojasi.

Jų modeliavimas parodė, kad burbuliukai nukrypsta nuo tiesaus kelio vandenyje, kai jų sferinis spindulys viršija 0,926 milimetro, o tai yra maždaug pieštuko galo dydžio. Dabar tyrimo autoriai nori tiksliau suprasti, kaip vandens tarša veikia oro burbuliukų elgsenos tyrimo rezultatus. Kadangi XVI amžiuje nebuvo labai švaraus vandens, Leonardo da Vinci turėjo savo eksperimentus turėjo atlikti su užterštu vandeniu.