Franck Kabele był człowiekiem wielkiej wiary. W sierpniu 2006 roku ewangelicki kaznodzieja zebrał swoich wiernych na plaży w Liberville w Gabonie, oznajmiając, że przejdzie przez ujście rzeki Komo niczym Jezus przez jezioro Genezaret. Sukces miało mu gwarantować objawienie, którego doświadczył. Kabele nie kwestionował boskich wyroków. „Wszedł do wody, która wkrótce zakryła mu głowę, i już nie wyszedł” – opowiadał reporterom jeden ze świadków

Kaznodzieja poszedł na dno, ale dwójka dziennikarzy prowadzących hiszpański program „El Hormiguero”, którzy postanowili powtórzyć cud Jezusa – nie. Ku uciesze widzów zgromadzonych w studiu przebiegli po powierzchni basenu wypełnionego cieczą. Po pierwszych sukcesach, rozochoceni zwolnili kroku, a jeden z nich nawet zawrócił w połowie długości. Jest jednak jedno „ale”. Dziennikarze nie chodzili po zwykłej wodzie.

CUD Z KUKURYDZY


Ta żółtawa ciecz to mieszanina wody i mączki kukurydzianej. Przy właściwych proporcjach uzyskuje się niezwykłą substancję – ni to ciecz, ni ciało stałe. Kiedy ktoś porusza się po niej odpowiednio szybko i pewnie, przejdzie (prawie) suchą nogą na drugi brzeg. Gdy zatrzyma się lub straci wiarę – pójdzie na dno. Niemal jak św. Piotr, którego obleciał strach „na widok silnego wiatru” (Mt 14,30) i zaczął tonąć.

Mieszanina mączki kukurydzianej i wody to przykład cieczy nienewtonowskiej. Zwykła woda, gdy przechodzi w inny stan skupienia, np. w lód, potrzebuje po prostu odpowiedniej temperatury. Na czynniki takie jak nacisk nie reaguje. Można próbować po niej chodzić, biegać, a nawet skakać – zawsze z rezultatem, który osiągnął pastor Kabele. Tymczasem z cieczami nienewtonowskimi jest inaczej. Mieszanina będzie zachowywać się jak woda, gdy spróbujemy włożyć do niej powoli rękę. Jednak gdy poruszymy gwałtownie dłonią, natychmiast stwardnieje. I to właśnie ma miejsce podczas „chodzenia po wodzie”.

ZRÓB SOBIE GLUTA


Doświadczenia z substancją zwaną „oobleck” (po polsku – glut) są jednymi z najczęściej wykonywanych przez uczniów na Zachodzie. Nazwa pochodzi od zielonej mazi, która spadła z nieba i niemal całkowicie skleiła państwo króla Derwina w książeczce dla dzieci „Bartholomew and the Oobleck” dr. Seussa. Gluta, choć raczej bezbarwnego, można łatwo zrobić w domu. Wystarczy zmieszać mączkę (skrobię) kukurydzianą z wodą w proporcji mniej więcej 2:1 aż do uzyskania jednolitej kleistej konsystencji. Test wykonujemy, uderzając w breję łyżeczką – jeśli natrafimy na opór i nie usłyszymy chlupotu, glut jest gotowy i można zacząć zabawę. Szczególnie efektownie wypada „próba kulki”: wystarczy zrolować w dłoniach kawałek brei, a następnie otworzyć dłoń i wszystko spłynie nam na stół.



„Mączka kukurydziana działa na podobnej zasadzie jak mokry piasek na plaży” – tłumaczy specjalnie dla „Focusa” prof. Daniel Bonn, fizyk z Universiteit van Amsterdam (po jego eksperymentach – jak sam przyznał, inspirowanych wygłupami dziennikarzy – w amsterdamskich sklepach zabrakło mączki). „Gdy stawiasz stopę, pod twoim ciężarem ziarenka piasku zaczynają się zbijać. Pomiędzy nimi tworzą się większe pory, przez które ucieka woda. W rezultacie piasek zmienia kolor” – mówi uczony.

Mieszanina mączki i wody to substancja zwana przez chemików koloidem. W wodzie pływają duże, nierozpuszczalne cząsteczki skrobi, które utrzymują się w pewnej odległości od siebie dzięki elektrostatycznym siłom odpychania. Gdy na taki układ zadziałamy odpowiednią siłą, odpychanie zostanie zniesione, a cząsteczki zbiją się razem. Powstanie ciało stałe, po którym można przejść albo ulepić z niego kulę, gdy bawimy się w kuchni (nie należy tylko rzucać nią o stół – rozpłynie się). W momencie, kiedy siła przestanie działać, wszystko wraca do punktu wyjścia – płynnej brei.

PŁYNNA ZBROJA

Ciecze nienewtonowskie znajdą wkrótce bardzo praktyczne zastosowanie w nowej generacji kamizelek kuloodpornych. Mają one składać się z kilku warstw kevlaru nasączonego mieszaniną krzemionki i politlenku etylenu. Substancja będzie zachowywać się podobnie jak woda z mączką kukurydzianą: gdy w kamizelkę uderzy pocisk lub odłamek, natychmiast stwardnieje, zapobiegając zranieniu. W normalnych warunkach materiał zachowa elastyczność, umożliwiając większą swobodę ruchów i mniej obciążając użytkownika niż obecne sztywne kamizelki ważące ok. 4, 5 kg. Eksperymenty przeprowadzone przez naukowców z University of Delaware i U.S. Army Research Laboratory wykazały także, że nowe stroje będą lepiej chroniły przed nożami. Z jednym wyjątkiem – jeśli napastnik wykaże się opanowaniem i zada cios powoli, może przebić kamizelkę. Co ciekawe, podobną rzecz wymyślił już w 1965 roku Frank Herbert w kultowej powieści science fiction „Diuna”. Jej bohaterowie noszą osobiste tarcze ochronne, przez które można się przebić tylko, uderzając w spowolnionym tempie.

A MOŻE NA SKRZYDŁACH?

 


Trudno wyobrazić sobie ilość mączki, którą trzeba byłoby wsypać do jeziora, by zamienić je w zbiornik cieczy nienewtonowskiej. Ale od czego pomysłowość? Wynalazca Shane Chen dowiódł, że po wodzie zamiast chodzić można skakać! Umożliwia to urządzenie zwane AquaSkipper – jednoosobowy wodolot napędzany siłą ludzkich mięśni. Wygląda trochę jak skrzyżowanie dziecięcych nartosanek i drążka pogo. Wystarczy stanąć na rufie i zacząć wykonywać ruchy przypominające podskoki, by rozpędzić się nawet do 27 km/godz.!

Jak to możliwe? Siła skoku przenoszona jest na długie podwodne skrzydło, które zapewnia napęd, podczas gdy pozostałe elementy pozwalają pojazdowi utrzymać się na powierzchni. Oczywiście opanowanie tej sztuki nie jest proste – wszyscy początkujący, zamiast na drugim brzegu, lądują w wodzie (a raczej pod nią). Tylko ten, kto jest cierpliwy i nie ma problemów z zachowaniem równowagi, może pokicać sobie na drugi brzeg jeziora.

Zbudowany z plastiku i aluminium AquaSkipper waży zaledwie 12 kg. Jest składany, więc można go zabrać ze sobą praktycznie wszędzie. Producenci twierdzą, że tak właśnie będzie wyglądał fitness przyszłości. Oby się mylili, bo wówczas nie byłoby można zażyć spokojnie kąpieli ani popływać, ponieważ w każdej chwili na głowie mógłby nam wylądować jakiś domorosły wodoskoczek.

PRZEPRASZAM, CZY TU WCIĄGA?

Fani Indiany Jonesa pamiętają, jak w „Królestwie Kryształowej Czaszki” archeolog wraz ze swoją byłą ukochaną zostaje uwięziony przez piasek. Gdy tonie, nie przestaje poirytowanym głosem tłumaczyć różnicy pomiędzy zwykłymi a suchymi ruchomymi paskami, które właśnie wciągają pechową parę. O ile naukowcy wciąż spierają się, czy występują one w warunkach naturalnych, „tradycyjne” ruchome piaski powstają, gdy woda z podziemnego źródła nasącza ziarenka krzemionki. Powstaje wtedy mieszanina przypominająca roztwór mączki kukurydzianej i wody. Ziarenka zlepiają się ze sobą, a piasek zaczyna się zachowywać jak lepka ciecz. W dodatku na powierzchni z reguły pozostaje cienka warstewka suchych ziarenek,  maskująca pułapkę. Jednak wdepnięcie w taką niespodziankę najczęściej - wbrew hollywoodzkim scenarzystom – nie kończy się utonięciem. Ruchome piaski są zazwyczej płytkie, więc utopić możemy co najwyżej but. W przypadku głębszej wpadki trzeba uzboić się w cierpliwość - jeśli zaczniemy się szamotać, utkniemy na dobre, gdyż piaskowa breja zachowa się jak ciało stałe. Najlepsza rada to zachować spokój i bardzo, bardzo powoli pełznąć do brzegu – podobnie jak mączka kukurydziana, zawiesina piasku zachowa się wtedy jak gęsta ciecz. Warto pamiętać, że ruchome piaski mają większą gęstość niż woda, co oznacza, że skuteczniej wypychają ciało ludzkie. Wystarczy więc zrelaksować się i czekać, aż breja sama zechce nas wypuścić.

MAGICZNY BASEN

Wyczyn Jezusa próbują dziś powtórzyć iluzjoniści tacy jak Criss Angel, który w programie „Mindfreak” przeszedł po basenie otoczonym ludźmi. Jeden z widzów dostał kamerę, którą nagrywał występ z samodzielnie wybranego miejsca. Iluzjonista miarowym krokiem przeszedł z jednego krańca zbiornika na drugi, robiąc pauzę, aby zdjąć buty, które natychmiast zatonęły. Pod wodą pływała dziewczyna, dowodząc, że w basenie nie zanurzono żadnej konstrukcji. Cud? Zdaniem internautów magik przeszedł po słupkach z pleksi lub innego materiału niewidocznego w wodzie (wskazują na to jego dokładnie odmierzone kroki), a publiczność oczywiście podstawiono.
Criss Angel nie był jednak pionierem takich sztuczek. Na początku lat 90. XX w. inny amerykański magik, André Kole, najpierw stanął na powierzchni wody w niewielkim zbiorniku, a następnie zaczął się unosić wraz z rosnącym poziomem dolewanej cieczy. Był to jeden z głównych punktów popisu podczas jego programu „World of Illusion”. Na zlecenie ekipy BBC chodził także po wodach jeziora Saguaro w Arizonie. Kole, który przygotowywał sztuczki Davida Copperfielda, otwarcie przyznaje, że przygotowania zajęły mu 3 miesiące i kosztowały ok. 30 tys. dolarów. A więc i tu cudu nie było.
„Trik chodzenia po wodzie jest rzadko wykonywany, ponieważ jest niepraktyczny” – twierdzi Maciej Pol, popularny polski iluzjonista. Sceptycznie podchodzi on również do nadmiaru gadżetów. „Iluzjonista, tworząc nowe efekty, nie powinien skupiać się na tym, aby udowodnić widzowi, że robi rzeczy niemożliwe, ale wywołać emocje. To różni sztukę od zwykłych trików. Gdyby Angelowi udało się wywołać u widzów odpowiednie emocje, nie byłoby całej tej dyskusji »jak?«”. Jednak sam Pol, pytany w jaki sposób obydwu kolegom po fachu udało się nie pójść na dno, odpowiada dyplomatycznie: „Posłużyli się ogólnie dostępnymi technikami, ale nie będę zdradzał szczegółów”.

ROBOTY JEZUSA CHRYSTUSA

 


Zostawmy więc w spokoju ludzi i przyjrzyjmy się zwierzętom, które sztukę chodzenia po wodzie opanowały niemal do perfekcji. Jedno z nich spotkał chyba każdy – to malutkie owady z rodziny nartnikowatych (Gerridae), śmigające po powierzchni jezior czy strumieni. Korzystają one ze zjawiska zwanego napięciem powierzchniowym, czyli siły przyciągania między cząsteczkami H2O. Nartniki nie toną, ponieważ ważą mniej niż gram – są tak lekkie, że ich nogi zatrzymują się na powierzchni wody. Pomaga im też sama budowa odnóży, które są pokryte mikroskopijnymi włosami, zatrzymującymi bąbelki powietrza działające jak ponton. „Wiosłując” środkową parą nóg (pozostałe działają jak stabilizatory), owady te mogą osiągnąć prędkość 5,4 km/godz.

Podobne osiągi ma znacznie większy od nartników gad – bazyliszek płatkogłowy, który dzięki niezwykłym umiejętnościom zyskał przydomek „jaszczurki Jezusa Chrystusa”. Jego styl jest jednak zupełnie inny – to nie wiosłowanie czy ślizganie się, lecz szybki bieg na tylnych nogach i na stosunkowo krótkim dystansie, bo zaledwie 4,5 metra. Po takim sprincie bazyliszek pogrąża się w wodzie i musi przerzucić się na pływanie.

Dorosły osobnik waży ok. 200 g – za dużo, by skorzystać z napięcia powierzchniowego. Bazyliszki musiały więc wypracować inny sposób. W 2004 r. naukowcy z Harvard University dowiedzieli się jaki. Krok bazyliszka dzieli się na trzy fazy. Podczas „plasku” bazyliszek kieruje nogę przede wszystkim w dół, by odepchnąć ją do tyłu w trakcie „pociągnięcia” i cofnąć do pozycji wyjściowej w „powrocie”. Siła niezbędna do utrzymania się na wodzie powstaje podczas fazy pierwszej, gdy wokół nogi tworzy się poduszka powietrzna; napęd w poziomie daje faza druga.

Obydwa stworzenia stanowiły wzór dla naukowców konstruujących roboty. Zespół NanoRobotics z Carnegie Mellon University stworzył już nawet prototypy. Cyberjaszczurka zwana Water Runner (wodny biegacz) mierzy ok. 20 cm i waży 80 gramów, cybernartnik (Water Strider – wodny chodziarz) zaś odpowiednio 8 cm i 7 gramów. „Roboty Jezusa Chrystusa” na razie nie opuszczają murów laboratorium, ale w przyszłości ma się to zmienić. „Będzie można wykorzystać je w badaniach nad jakością wody, poszukiwaniach, dla rozrywki czy w celach edukacyjnych” – powiedział „Focusowi” prof. Mettin Setti, biorący udział w projekcie.

ZAMROŻONY SEKRET


Niestety badania nad zwierzętami – choć niewątpliwie fascynujące – nie zbliżają nas do opanowania umiejętności chodzenia po wodzie. Ludzie są za ciężcy i nie mają hydrofobowych (odpychających wodę) nóg. Nauka nie potrafi więc wyjaśnić tego, co się stało na jeziorze Genezaret... No chyba, że spojrzy się na to z zupełnie innej strony. Prof. Doron Nof z Florida State University przeanalizował warunki atmosferyczne panujące nad owym jeziorem i doszedł do wniosku, że wiosną tworzą się na jego powierzchni kawałki kry. „Jezus mógł więc chodzić po lodzie, a nie po wodzie!” – twierdzi uczony. Lód i woda to co prawda prawie to samo, ale „prawie” w tym wypadku robi wielką różnicę...

EFEKT KECZUPU

Brak współpracy ze strony popularnego sosu to nie czysta złośliwość materii martwej. Keczup to kolejna substancja nienewtonowska, która jednak zachowuje się odwrotnie niż mączka kukurydziana. Pozostawiony sam sobie czerwony sos jest gęsty i nie ma co liczyć na to, że wypłynie z butelki (a już zwłaszcza z tej szklanej). Gdy uderzysz lekko, nie kapie, jednak gdy energicznie potrząśniesz opakowaniem - natychmiast spływa. Dzieje się tak, ponieważ jego lepkość (czyli, w języku chemii, opór przeciwdziałający płynięciu cieczy) zmniejsza się wraz z rosnącą siłą, która na niego oddziaływuje. W Szwecji funkcjonuje nawet powiedzenie „efekt keczupu”: oznacza sytuację, kiedy nie dostajesz nic, dalej nic, ciągle nic, aż nagle otrzymujesz wszystko naraz.