Ο κόσμος μας είναι ένα τεράστιο επιστημονικό εργαστήριο στο οποίο εμφανίζονται περίεργα, ευχάριστα και τρομακτικά φαινόμενα καθημερινά. Μερικοί από αυτούς καταφέρνουν ακόμη και να τραβήξουν βίντεο. Παρουσιάζουμε τα κορυφαία 10 πιο εκπληκτικά επιστημονικά και φυσικά φαινόμενα που καταγράφονται στην κάμερα.
10. Αντικαταστάσεις
Παρά το γεγονός ότι ο αντικατοπτρισμός μοιάζει με κάτι μυστηριώδες και μυστικιστικό, δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένα οπτικό αποτέλεσμα.
Εμφανίζεται όταν υπάρχει σημαντική διαφορά μεταξύ πυκνότητας και θερμοκρασίας σε διαφορετικά στρώματα του αέρα. Το φως αντανακλάται μεταξύ αυτών των στρωμάτων και υπάρχει ένα είδος παιχνιδιού μεταξύ φωτός και αέρα.
Στην πραγματικότητα υπάρχουν αντικείμενα που εμφανίζονται μπροστά στα μάτια εκείνων που παρατηρούν το αντικατοπτρισμό. Αλλά η απόσταση μεταξύ τους και του ίδιου του αντικατοπτρισμού μπορεί να είναι πολύ μεγάλη. Η προβολή τους μεταδίδεται με πολλαπλή διάθλαση των ακτίνων φωτός, εάν υπάρχουν ευνοϊκές συνθήκες για αυτό. Δηλαδή, όταν η θερμοκρασία κοντά στην επιφάνεια της γης είναι σημαντικά υψηλότερη από τη θερμοκρασία σε υψηλότερα ατμοσφαιρικά στρώματα.
9. Τα δάκρυα Batavian (σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ)
Συνιστάται να παρακολουθείτε με ρωσικούς υπότιτλους.
Αυτές οι μετριασμένες σταγόνες γυαλιού γοητεύουν τους επιστήμονες για αιώνες. Η κατασκευή τους κρατήθηκε μυστική και οι ιδιότητες φαινόταν ανεξήγητες.
Χτυπήστε τα δάκρυα Batavian με ένα σφυρί, και θα φύγουν. Αλλά αν σπάσετε την ουρά μιας τέτοιας πτώσης, ολόκληρη η γυάλινη δομή διαλύεται σε μικροσκοπικά κομμάτια. Υπάρχει λόγος να συγχέονται οι μελετητές.
Έχουν περάσει σχεδόν 400 χρόνια από τότε που οι σταγόνες του πρίγκιπα Ρούπερτ άρχισαν να προσελκύουν την προσοχή της επιστημονικής κοινότητας, και οι σύγχρονοι επιστήμονες, οπλισμένοι με κάμερες υψηλής ταχύτητας, κατάφεραν τελικά να δουν αυτά τα γυαλιά "δάκρυα" να εκραγούν.
Όταν ένα λιωμένο δάκρυα Batavian βυθίζεται στο νερό, το εξωτερικό του στρώμα γίνεται στερεό, ενώ το εσωτερικό του γυαλιού παραμένει σε λιωμένη κατάσταση. Όταν κρυώσει, συστέλλεται σε όγκο και δημιουργεί μια ισχυρή δομή, καθιστώντας την κεφαλή πτώσης απίστευτα ανθεκτική στις ζημιές. Αλλά αν σπάσετε την αδύναμη ουρά, η ένταση θα εξαφανιστεί, η οποία θα οδηγήσει σε ρήξη της δομής ολόκληρης της πτώσης.
Το σοκ που εμφανίζεται στο βίντεο ταξιδεύει από την ουρά στο κεφάλι του σταγονιδίου με ταχύτητα περίπου 1,6 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο.
8. Υπερρευστότητα
Όταν ανακατεύετε ένα υγρό σε μια κούπα έντονα (όπως ο καφές), μπορείτε να πάρετε μια στροβιλισμένη δίνη. Αλλά μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, η τριβή μεταξύ των υγρών σωματιδίων θα σταματήσει αυτή τη ροή. Δεν υπάρχει τριβή σε ένα υπερρευστό υγρό. Έτσι, μια υπερρευστή ουσία που αναμιγνύεται σε ένα φλιτζάνι θα συνεχίσει να περιστρέφεται για πάντα. Αυτός είναι ο παράξενος κόσμος της υπερρευστότητας.
Η πιο παράξενη ιδιότητα της υπερρευστότητας; Αυτό το υγρό μπορεί να διαρρεύσει σχεδόν από οποιοδήποτε δοχείο επειδή η έλλειψη ιξώδους του επιτρέπει να περάσει από μικροσκοπικές ρωγμές χωρίς τριβή.
Για όσους θέλουν να παίξουν με ένα υπερρευστό υγρό, υπάρχουν κάποια άσχημα νέα.Δεν μπορούν όλα τα χημικά να γίνουν υπερρευστά. Επιπλέον, αυτό απαιτεί πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Οι πιο γνωστές από τις ουσίες που είναι ικανές για υπερρευστότητα είναι το ήλιο.
7. Ηφαιστειακή αστραπή
Ο Πλίνιος ο Νεότερος μας άφησε την πρώτη γραπτή αναφορά του ηφαιστειακού κεραυνού. Συνδέθηκε με την έκρηξη του Βεζούβιου το 79 μ.Χ.
Αυτό το μαγευτικό φυσικό φαινόμενο εμφανίζεται κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης λόγω σύγκρουσης μεταξύ αερίου και τέφρας που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα. Συμβαίνει πολύ λιγότερο συχνά από την ίδια την έκρηξη και είναι μεγάλη επιτυχία να το πιάσεις στην κάμερα.
6. Υψωμένος βάτραχος
Ορισμένες επιστημονικές μελέτες κάνουν τους ανθρώπους να γελούν πρώτα και να σκέφτονται αργότερα. Έτσι συνέβη με την εμπειρία για την οποία ο συγγραφέας του Andrei Geim (παρεμπιπτόντως, ο νικητής του Νόμπελ Φυσικής το 2010) έλαβε το Βραβείο Shnobel το 2000.
Έτσι εξήγησε ο συνάδελφος του Game Michael Berry. «Είναι εκπληκτικό να βλέπεις έναν βάτραχο να αιωρείται στον αέρα ενάντια στη βαρύτητα για πρώτη φορά. Κρατείται από τις δυνάμεις του μαγνητισμού. Η πηγή ισχύος είναι ένας ισχυρός ηλεκτρομαγνήτης. Είναι σε θέση να ωθήσει τον βάτραχο, γιατί ο βάτραχος είναι επίσης μαγνήτης, αν και ασθενής. Από τη φύση του, ένας βάτραχος δεν μπορεί να είναι μαγνήτης, αλλά μαγνητίζεται από το πεδίο ενός ηλεκτρομαγνήτη - αυτό ονομάζεται «επαγόμενος διαμαγνητισμός».
Θεωρητικά, ένα άτομο μπορεί επίσης να υποβληθεί σε μαγνητική ανύψωση, αλλά θα απαιτηθεί ένα αρκετά μεγάλο πεδίο και μέχρι στιγμής οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν να το επιτύχουν.
5. Κινούμενο φως
Ενώ το φως είναι τεχνικά το μόνο πράγμα που βλέπουμε, η κίνησή του δεν μπορεί να φανεί με γυμνό μάτι.
Ωστόσο, χρησιμοποιώντας μια κάμερα ικανή να πάρει 1 τρισεκατομμύριο καρέ ανά δευτερόλεπτο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να δημιουργήσουν ένα βίντεο φωτός που κινείται μέσα από καθημερινά αντικείμενα, όπως μήλα και ένα μπουκάλι. Και με μια κάμερα ικανή να δέχεται 10 τρισεκατομμύρια καρέ ανά δευτερόλεπτο, μπορεί να παρακολουθεί την κίνηση ενός μόνο παλμού φωτός αντί να επαναλαμβάνει το πείραμα για κάθε καρέ.
4. Νορβηγική σπειροειδής ανωμαλία
Μεταξύ των πέντε εκπληκτικών επιστημονικών φαινομένων που καταγράφονται στο βίντεο είναι η σπειροειδής ανωμαλία, την οποία είδαν χιλιάδες Νορβηγείς στις 9 Δεκεμβρίου 2009.
Προκάλεσε πολλές εικασίες. Οι άνθρωποι μίλησαν για την Ημέρα της Κρίσης που πλησιάζει, την αρχή μιας εξωγήινης εισβολής και τις μαύρες τρύπες που προκλήθηκαν από τον Hadron Collider. Ωστόσο, μια εντελώς «γήινη» εξήγηση για την εμφάνιση της σπειροειδούς ανωμαλίας βρέθηκε γρήγορα. Αποτελείται από μια τεχνική αποτυχία κατά την εκτόξευση του βαλλιστικού πυραύλου Bulava RSM-56, που κατασκευάστηκε στις 9 Δεκεμβρίου από το ρωσικό υποβρύχιο Dmitry Donskoy, το οποίο βρισκόταν στη Λευκή Θάλασσα.
Η αποτυχία αναφέρθηκε από το Υπουργείο Άμυνας της Ρωσικής Ομοσπονδίας, και βάσει αυτής της σύμπτωσης, παρουσιάστηκε μια έκδοση σχετικά με τη σύνδεση μεταξύ της εκτόξευσης πυραύλων και της εμφάνισης ενός τόσο συναρπαστικού και τρομακτικού φαινομένου.
3. Ανιχνευτής φορτισμένων σωματιδίων
Μετά την ανακάλυψη της ραδιενέργειας, οι άνθρωποι άρχισαν να αναζητούν τρόπους για να παρατηρήσουν την ακτινοβολία προκειμένου να κατανοήσουν καλύτερα αυτό το φαινόμενο. Μία από τις πρώτες και ακόμη χρησιμοποιούμενες μεθόδους για την οπτική μελέτη της πυρηνικής ακτινοβολίας και των κοσμικών ακτίνων είναι ο θάλαμος Wilson.
Η αρχή της λειτουργίας του είναι ότι οι υπερκορεσμένοι ατμοί νερού, αιθέρα ή αλκοόλης θα συμπυκνωθούν γύρω από τα ιόντα. Όταν ένα ραδιενεργό σωματίδιο διέρχεται από το θάλαμο, αφήνει ένα ίχνος ιόντων. Καθώς ο ατμός συμπυκνώνεται πάνω τους, μπορείτε να παρατηρήσετε απευθείας τη διαδρομή που έχει διανύσει το σωματίδιο.
Σήμερα, οι κάμερες του Wilson χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση διαφόρων τύπων ακτινοβολίας. Τα σωματίδια άλφα αφήνουν μικρές, παχιές γραμμές, ενώ τα σωματίδια βήτα έχουν μεγαλύτερο, λεπτότερο ίχνος.
2. Στρωτή ροή
Δεν μπορούν να αναμιχθούν υγρά τοποθετημένα το ένα στο άλλο; Αν μιλάμε, για παράδειγμα, για χυμό ροδιού και νερό, τότε είναι απίθανο. Αλλά είναι πιθανό εάν χρησιμοποιείτε βαμμένο σιρόπι καλαμποκιού όπως στο βίντεο. Αυτό οφείλεται στις ιδιαίτερες ιδιότητες του σιροπιού ως υγρού, καθώς και στη στρωτή ροή.
Η στρωτή ροή ονομάζεται ροή ρευστού στην οποία τα στρώματα τείνουν να κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση μεταξύ τους, χωρίς ανάμιξη.
Το υγρό που χρησιμοποιείται στο βίντεο είναι τόσο παχύ και ιξώδες που δεν υπάρχει διάχυση σωματιδίων σε αυτό. Το μείγμα αναδεύεται αργά έτσι ώστε να μην δημιουργείται στροβιλισμός σε αυτό, κάτι που θα μπορούσε να προκαλέσει ανάμιξη χρωστικών χρωμάτων.
Στη μέση του βίντεο, τα χρώματα φαίνεται να αναμιγνύονται επειδή το φως περνά μέσα από στρώματα που περιέχουν μεμονωμένες βαφές. Ωστόσο, η αργή αναστροφή της ανάμειξης φέρνει τα χρωστικά στην αρχική τους θέση.
1. Ακτινοβολία Cherenkov (ή το φαινόμενο Vavilov-Cherenkov)
Στο σχολείο διδάσκουμε ότι τίποτα δεν κινείται πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Πράγματι, η ταχύτητα του φωτός φαίνεται να είναι το ταχύτερο Flash σε αυτό το σύμπαν. Με μία μόνο προειδοποίηση: ενώ μιλάμε για την ταχύτητα του φωτός σε κενό.
Όταν το φως εισέρχεται σε οποιοδήποτε διαφανές μέσο, επιβραδύνεται. Αυτό οφείλεται στο ηλεκτρονικό συστατικό των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων φωτός που αλληλεπιδρούν με τις ιδιότητες κύματος των ηλεκτρονίων στο μέσο.
Αποδεικνύεται ότι πολλά αντικείμενα μπορούν να κινηθούν γρηγορότερα από αυτήν τη νέα, πιο αργή ταχύτητα φωτός. Εάν ένα φορτισμένο σωματίδιο εισέρχεται στο νερό στο 99 τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός σε κενό, τότε μπορεί να προσπεράσει το φως που κινείται στο νερό μόνο στο 75 τοις εκατό της ταχύτητάς του σε κενό.
Το φαινόμενο Vavilov-Cherenkov προκαλείται από την ακτινοβολία ενός σωματιδίου που κινείται στο μέσο του πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Και μπορούμε πραγματικά να δούμε πώς συμβαίνει.