Самые длинные эксперименты в истории науки

0
9

Самые длинные эксперименты в истории наукиОпыт с капающей смолой продолжается уже почти столетие. За это время упало всего девять капель, и до сих пор никому ни разу не удалось застать этот редчайший момент. Что за злой рок преследует ученых? Давайте выясним и вспомним другие экстремально длительные эксперименты.

Опыт с капающим пеком

Говорят, что стекло медленно «стекает» и за века становится чуть толще в нижней части окна, искажая облик старинных витражей. Насчет стекла это всего лишь легенда, но вот некоторые другие материалы, которые считаются твердыми, действительно текут.В 1927 г. профессор австралийского Квинслендского университета Томас Парнелл решил продемонстрировать это на примере пека – тяжелого осадка, который остается после перегонки дегтя и применяется, например, для изготовления рубероида. Застывая, эта смолистая масса делается достаточно твердой, чтобы раскалываться при ударе. И тем не менее, она остается жидкостью, хотя и крайне вязкой, а потому способна течь. Только очень-очень медленно.Расплавив пек на горелке, Томас Парнелл залил его в стеклянную воронку с запаянным горлышком и оставил остывать. В 1930 г. воронку закрепили на штативе, поставили под ней стакан, распечатали горлышко и начали ждать, пока пек медленно стечет вниз. Первая капля упала через восемь с небольшим лет, когда никто не видел.Самые длинные эксперименты в истории наукиThe University of Queensland — 1979 г.: торжественное падение шестой капли пекаПек отличается огромной вязкостью – примерно в 250 миллиардов раз выше, чем у воды – поэтому падение случилось неожиданно. Капля годами формировалась у горлышка и постепенно вытягивалась, пока не оторвалась от основной массы в воронке. До последнего момента все происходит, словно в замедленном кино. Очень-очень замедленном.Капля пека вытягивается годами, и окончательно сорваться может в любой непредсказуемый момент в течение многих месяцев. Неудивительно, что вторую каплю, упавшую в 1947 г., профессор Парнелл тоже не застал. Годом спустя в возрасте 67 лет он скончался, и хранителем эксперимента оказался его ученик и единомышленник Джон Мейнстоун. Долгие годы он скрупулезно фиксировал падение капель, ни разу не увидев это чудное мгновение. А те продолжали появляться с промежутком около восьми лет: 1954-й, 1962, 1970, 1979, 1988. А вот следующей капли пришлось дожидаться целых 12 лет, до ноября 2000-го.Самые длинные эксперименты в истории наукиJohn Mainstone, The University of Queensland — 1990 г.: второй хранитель пека Джон Мейнстоун в ожидании восьмой каплиК этому времени на нее была уже направлена веб-камера, однако подействовал непредвиденный рок, и в нужное время техника не работала из-за внезапного отключения электричества. А ученым пришлось поломать голову над тем, почему восьмая капля падала так долго. Виновником сочли недавний ремонт: после установки кондиционеров воздух помещении стал прохладнее, и вязкость пека слегка понизилась. На это указывают и размеры капли, которая оказалась заметно крупнее предыдущих. Подтвердить или опровергнуть эту гипотезу должна была следующая, девятая капля.Как и восьмая капля пека, девятая «созревала» больше 12 лет и выглядела крупнее предыдущих семи. Она медленно стекала, коснувшись опоры раньше, чем оборвался мостик, связывавшей каплю с основной массой пека в воронке. Падением назвать это сложно: фактически, капля лишь резко изменила скорость, замедляя свое течение, когда основная масса ее оказалась внизу. Тем не менее, внимание она привлекла огромное, и больше 31 тыс. любопытных добровольцев следили за трансляцией веб-камер. На сей раз запись удалось сделать: момент резкого изменения скорости был зафиксирован 12 апреля 2014 г. В лаборатории тогда, конечно, никого не было.К тому времени Мейнстоун уже взял помощника Эндрю Уайта, который готовится стать третьим хранителем пека. Чтобы следующая капля могла упасть полноценно, а не стечь, как предыдущие, он решил поднять воронку повыше. 24 апреля он впервые за много десятилетий стал поднимать стеклянный колпак. Неожиданно оказалось, что тот был приклеен к деревянной опоре, и оторвался с места резко, сотрясая всю экспериментальную установку. Так девятая капля окончательно оторвалась, и сегодня мы живем в ожидании десятой.Самые длинные эксперименты в истории наукиAndrew Stephenson, The University of QueenslandСкорее всего, падение десятой капли состоится уже в ближайшие годы. Внимательные наблюдения показывают, что объем ее увеличивается на 19 куб. миллиметров в сутки. Исходя из этого Уайт подсчитал текущую вязкость пека, которая оказалась выше, чем у воды уже только в 30 млрд раз. Возможно, понижение вязкости связано с установкой в лаборатории освещения, которое стало работать круглые сутки, освещая пек для веб-камер и заодно нагревая воздух. Значит, десятая капля упадет быстрее, чем предыдущая – скорее всего, около 2025 г.Опыт с падающим пеком занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый долгий непрерывный лабораторный эксперимент, а Мейнстоун и Уайт (вместе с покойным Парнеллем) удостоились Шнобелевской премии 2014 г. Ученые полны решимости застать тот самый момент падения десятой капли. Готовятся и энтузиасты со всего мира: за пеком следит веб-камера, к трансляции снова собираются присоединиться десятки тысяч энтузиастов. На этот раз капля вряд ли проскользнет незамеченной для человеческих глаз, – если только вновь не вмешается странный и злой рок, который преследует этот многолетний эксперимент.

Оксфордский электрический звонок

Тихий звон в коридоре Кларендонской лаборатории в Оксфорде не стихает с 1840 г. Накрытый стеклянной колбой, здесь работает звонок, который был изготовлен еще в 1825, а затем оказался в коллекции электрических устройств, собранной профессором физики Робертом Уолкером. 4-миллиметровый шарик бьется между парой противоположно заряженных металлических колоколов: касаясь одного, он получает часть его заряда и начинает отталкиваться, ударяя в противоположный. Процесс повторяется с частотой 2 Гц и будет продолжаться до тех пор, пока заряды на колоколах полностью не уравновесятся.Самые длинные эксперименты в истории наукиФотография звонка, 2009 год

Часы Беверли

Изготовленные новозеландским мастером Артуром Беверли часы продолжают ход с 1864 г., хотя с тех пор их ни разу не заводили. Питают их естественные суточные колебания температуры и влажности. В часы встроен герметичный контейнер с воздухом, который эластично деформируется, автоматически поднимая груз, вращающий колеса часового механизма. Обычного перепада в 3,3 °С достаточно для подъема фунтовой гирьки на дюйм, запасая 13 мДж энергии на следующие сутки.Самые длинные эксперименты в истории наукиРаботающие на этом принципе часы сегодня можно приобрести и для себя, их изготавливает мануфактура Jaeger-LeCoultre. Ну а те самые Часы Беверли можно увидеть на третьем этаже факультета физики Университета Отаго в Новой Зеландии.

Броадболкский эксперимент

Британский Rothamsted Research – один из старейших агротехнических институтов мира. Он открылся в 1843 г., в качестве экспериментальной станции, на которой сразу был запущен долговременный исследовательский проект. Первоначально здесь, на поле Броадболк проверяли, как разные удобрения влияют на урожайность озимой пшеницы, и собирались завершить работы к 1841-му. Но со временем задача стала намного шире, и до сих пор на том же поле в английском Хертфордшире год за годом выращивают пшеницу, изучая влияние на ее рост самых разных факторов, тестируя новые удобрения и пестициды. Тщательности и долготерпению местных биологов можно позавидовать: так, целый год они потратили, чтобы оценить, как скажется на урожае разное количество червей в почве.

Грантовский обзор

Психологи Гарвардской медицинской школы запустили Grant Study еще в 1938 г. Это лонгитьюдное – то есть, растянутое во времени – исследование, посвященное поиску факторов, определяющих счастье, удовлетворенность и жизненный успех. Ученые отобрали 268 гарвардских студентов и с тех пор время от времени детально их интервьюируют, пытаясь оценить ход жизни с разных сторон. В рамках аналогичного проекта Glueck Study параллельно исследовались и простые жители Бостона, 456 человек, которые не относились к когорте избранных, учащихся в престижном университете.Собранные данные легли в основу десятков научных статей. Среди прочего, ученые обнаружили, что ключевым фактором, который определяет счастливую жизнь, являются качественные человеческие отношения с семьей, друзьями и соседями. А вот деньги, общественный статус и слава на уровень личного счастья влияют довольно незначительно. Интервьюирование остающихся в живых участников проекта продолжается до сих пор. Место ушедших занимают следующие поколения: в рамках родственного эксперимента G2 психологи следят за жизнью детей и внуков своих первых добровольцев.