O szczegółach tego niezwykłego śledztwa możemy przeczytać na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences. Autorzy publikacji za cel obrali sobie… bąbelki powietrza unoszące się w kierunku tafli wody. I choć brzmi to niczym zabawa pięciolatka w poznawanie świata, to w rzeczywistości okazuje się kwestią, nad którą głowią się najtęższe umysły tego świata.
Czytaj też: Jedna ryba niczym miesiąc picia skażonej wody. Zatrważające doniesienia zza oceanu
Leonardo da Vinci, jak przystało na wybitnego naukowca, zauważył, że wyłącznie większe bąbelki – poruszając się po spiralnej ścieżce – wypływają na powierzchnię. Podobne zjawisko nie dotyczyło tych mniejszych, choć wpływają na nie te same siły fizyczne. Skąd więc mógł wziąć się ten fenomen? Miguel Herrada i Jens Eggers, główni autorzy nowych badań, twierdzą, że znają odpowiedź.
W czasie swoich analiz zauważyli, że bańki doświadczają deformacji w odpowiedzi na siły wywierane przez płyn. Z kolei ich kształt zmienia charakter przepływu. Sęk w tym, że nawet najmniejsze zanieczyszczenia wody, choćby w postaci mydła, mogą wpływać na to, jak zachowają się bąbelki. W związku z tym naukowcy wykorzystali modele matematyczne i porównali zebrane wyniki z wcześniejszymi eksperymentami przeprowadzonymi w pozbawionej zanieczyszczeń wodzie.
W ten właśnie sposób odkryli, że unoszące się bańki nieco się przechylają, co z kolei prowadzi do zmiany ich kształtu. Strona skierowana ku górze ma większą krzywiznę, przez co jej powierzchnia jest bardziej śliska, przyspieszając ruch opływającej ją wody. Dochodzi też do obniżenia ciśnienia i wypchnięcia takiego bąbelka do pierwotnej pozycji. Cykl ten ma powtarzalny charakter.
Leonardo da Vinci zaobserwował, że spiralna ścieżka, po której poruszają się bąbelki, może wynikać z ich rozmiarów
W toku analiz udało się nawet określić stosunkowo precyzyjne ramy dotyczące zaobserwowanego zjawiska. Jak odnotowali badacze, bańki o promieniu większym niż 0,926 milimetra będą podlegały podwodnym turbulencjom, co z kolei przełoży się na ich spiralną drogę ku powierzchni. W ramach dalszych badań autorzy chcieliby przekonać się, jak zanieczyszczenie wody może wpływać na uzyskane wyniki.
Czytaj też: Leonardo da Vinci na tacy. Człowiek renesansu zaskakuje nawet 500 lat po śmierci
Od czasów renesansu obserwowano, że pęcherzyk powietrza unoszący się w wodzie opuszcza prostą, stałą ścieżkę, aby wykonać okresowy ruch zygzakowaty lub spiralny, gdy bąbelek przekroczy pewien krytyczny rozmiar. Jednak niepewne unoszenie się pęcherzyka opiera się ilościowemu opisowi, a mechanizm fizyczny pozostaje sporny. Używając techniki numerycznego odwzorowania, po raz pierwszy znaleźliśmy ilościową zgodność z wysoce precyzyjnymi pomiarami niestabilności.podsumowali autorzy