Три найтриваліших експерименти за всю історію науки

Суть науки полягає в постановці питань і проведенні точних експериментів щоб знайти на них відповіді. Зазвичай досліди проводяться не надто довго, максимум протягом декількох років, але деякі експерименти тривають стільки, що початкове питання майже забуте, а організаторів досліду вже немає з нами.

Про електричний дзвінок, який все ніяк не замовкне, запечатані капсули часу з бур'янами та дуже в'язку рідину, якій на падіння однієї краплі потрібно близько 10 років, ми зараз розповімо. Це три найтриваліших експерименти, які досі тривають.



Цей багаторічний експеримент називається: «Дослід з краплями пеку». (Пек — залишок від перегонки деревного, торф'яного, сланцевого або кам'яновугільного дьогтю або смоли.) У 1927 році професор одного з університетів в Австралії вирішив продемонструвати, що пек, він же бітум, тече, повільно, але тече як рідина, хоча він виглядає і візуально «поводиться» як тверда речовина. Пек насправді тече, просто насправді дуже і дуже повільно. Для досліду взяли велику воронку, наповнену чорним пеком, який повільно капає в склянку. Перша крапля впала через вісім років після початку експерименту. А за 90 років впало ще всього вісім крапель. Ґрунтуючись на цих даних, вчені з'ясували, що в'язкість пеку в 30 мільярдів разів вища, ніж у води. Це означає, що він тече в 30 мільярдів разів повільніше, ніж вода.



У 1980-х роках вчені, отримавши результати, збиралися закінчити експеримент, але їх зупинило два фактори. По-перше, вони зрозуміли, що ніхто насправді не бачив, як саме падають краплі пеку. Вони просто виявляли краплі в склянці вже після їх падіння. А по-друге, пек став дивно поводитися. Раніше краплі падали приблизно з однаковою періодичністю, але восьма крапля впала після тривалішої перерви. Вона утворилася в 2000 році, але стався збій електроенергії і камери не записали її падіння. Дев'ята крапля впала в 2014 році, і на цей раз її падіння вдалося записати. Однак, здається, що пек став текти повільніше і вчені не знають чому так відбувається. Тому спостереження тривають і є надія, що це пояснить багато аспектів пов'язаних, в тому числі, і з іншими дуже в'язкими матеріалами, наприклад, пластиком і силіконом.




В саду найскладніше впоратися з бур'янами. Іноді здається, що виграти битву з ними неможливо, а все тому, що багато бур'янів можуть довго перебувати в сплячці прямо біля поверхні ґрунту. Ось ви самовдоволено думаєте, що позбулися їх, як раптом вони знову всюди. Проводилось безліч досліджень, в яких вчені намагалися зрозуміти, як довго бур'яни можуть ховатися в ґрунті. Найтриваліший подібний експеримент заритий на території університету штату Мічиган. Він являє собою п'ять (вже стільки залишилося) пляшок з-під віскі, наповнених піском і закопаних в секретних місцях. Це ботанічна спадщина Вільяма Джеймса Білла.



У 1879 році він наповнив 20 пляшок насінням 21 виду бур'янів і вологим піском, а потім закопав їх шийкою вниз, щоб в них не потрапляла вода. Він планував відкопувати по одній пляшці кожні п'ять років і перевіряти яке насіння вижило. Такий був початковий план, але в 1919 році сталися ранні осінні заморозки і простою лопатою відкопати пляшку було неможливо. Тому вчені почекали до 1920 року, і тільки тоді викопали восьму пляшку. Потім вони вирішили збільшити інтервал між відкопуванням наступних пляшок до 10 років.

У 1990 році вчені, що успадкували контроль над експериментом, не стали відкопувати чергову (15-у) пляшку, а знову збільшили інтервал, тепер уже до 20 років. Таким чином, та сама 15-а пляшка була викопана тільки в 2000 році, і на той момент залишалося ще 5 закопаних пляшок. А значить, якщо інтервали знову не зростуть, то остання пляшка буде вилучена в 2100 році.

Коли вчені посадили насіння з пляшки, викопаної у 2000 році, то тільки два види рослин проросли. Приблизно цього вчені й очікували, оскільки життєздатних насінин більше трьох видів було тільки в пляшці, викопаної в 1930 році. Але дослідникам цікаво, чи буде насіння найстійкіших видів проростати, коли дістануть ті пляшки. Однак, зараз мета досліду трохи змінилася. Дослідників вже не цікавить як довго можуть виживати бур'яни. Вчені хочуть дізнатися в чому саме секрет життєздатності найстійкішого насіння.




Більшість сучасних акумуляторів розраховані на те, щоб прослужити близько 5 років, але в Оксфордському університеті є батарея, яка працює з 1840 року і до цього часу. При цьому ніхто не знає чому вона працює так довго. У 1840 році один з Оксфордських викладачів фізики купив дивовижний пристрій, що представляє собою два довгих, вкритих сіркою циліндри, з'єднаних з двома дзвіночками. Між дзвіночками коливається металева кулька, в рух її приводить заряд батарей, які відносяться до типу батарей з сухих елементів. У них, на відміну від сучасних батарей, електроліт, тобто речовина, яка проводить заряд, являє собою пасту, а не рідину. Дзвінок був створений всього через 40 років після винаходу перших батарей. Очікувалося, що його джерело живлення прослужить близько 4 або 5 років. Дивно, що він працює вже майже два століття.



У чому полягала первісна суть досліду з цим електричним дзвінком, і чи був це взагалі експеримент чи просто демонстрація, вже точно не відомо. Однак на даний момент, фізики були б раді дізнатися, як влаштоване джерело живлення в цьому дзвінку, але, на жаль, циліндри запечатані, а технічна документація давно втрачена. Однак, є кілька міркувань з цього приводу. Справа в тому, що інші сухі батареї, створені в той час, складаються з багатьох металевих дисків поставлених один на одного і залитих сіркою. З одного боку, диски покриті сульфатом цинку, з іншого - діоксидом марганцю.

Сьогодні сульфат цинку частіше використовується як біоактивна харчова добавка, але діоксид марганцю досі застосовується в сухих батареях. У минулому якось вдалося зробити так, щоб батареї служили неймовірно довго. Однак, поки ми не відкриємо циліндрів Оксфордського дзвінка, ми не дізнаємося, як там все влаштовано. Вчені поки що не поспішають розкривати дзвінок. Спочатку вони хочуть дізнатися, як довго він прослужить, але як тільки він перестане працювати, фізики швиденько проведуть йому розтин.

---

© знайдено в мережі