მე-15 საუკუნის სწავლული ლეონარდო და ვინჩი როცა შედევრებს არ ხატავდა, ანდაც ადამიანთა ცაში გაფრენის ახალ გზებზე არ ფიქრობდა, ხშირად დახეტიალობდა გარეთ და საგულდაგულოდ ათვალიერებდა ნაკადულებში წარმოქმნილ წრიულ ჭავლებს.

ის, რაც რენესანსის ეპოქის ოსტატს აოცებდა, შემდეგში თავსატეხად იქცა უამრავი სხვა მეცნიერისთვისაც. მას შემდეგ ხუთი საუკუნე გავიდა, მაგრამ მეცნიერები დღემდე თავს იმტვრევენ ფენომენზე, რომელსაც ჰიდრავლიკური ნახტომი ეწოდება. მაგრამ ამჯერად, კემბრიჯის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა შესაძლოა, ეს თავსატეხი ბოლოსდაბოლოს ამოხსნან.

ჰიდრავლიკური ნახტომები ჩვენთვის იმდენად კარგად ნაცნობი რამ არის, რომ ხშირად არც კი ვფიქრობთ, როგორ წარმოიქმნება ისინი.

მოუშვით ონკანი და დააკვირდით წყლის ნაკადს ნიჟარის ფსკერზე. მზარდი ტბორი კიდეებთან ნელდება და თითქოს, წყალი იქ ერთი საფეხურით მაღლა იწევა, საბოლოოდ კი კვლავ დაბლა ჩაშვებას იწყებს.

ამ აღმართული შოკური ტალღის ხილვა ასევე შესაძლებელია ჩანჩქერებთან, წყალვარდნილებთან, მოქცევის ტალღებთან და თითქმის ყველგან, სადაც ერთმანეთს საკმარისად სხვადასხვა მაჩვენებლის დინებები ხვდებიან.

სულაც არაა გასაკვირი, რომ მათმა მშვენებამ ფილოსოფოსთა ყურადღება 500-ზე მეტი წლის წინ მიიპყრო, მაგრამ დეტალურად პირველად ლეონარდო და ვინჩიმ აღწერა წყლის ფორმების შესახებ ჩანაწერებში, სადაც ის მიმოიხილავდა სითხეების ქცევას სხვადასხვა სახის ნაკადებში.

და ვინჩისთვის ასეთი ქცევის მიზეზი მთლიანად წყლის ბუნება იყო. მას მეტი სხვა ახსნა არ გააჩნდა.

მომდევნო საუკუნეებში, კერძოდ მე-18 საუკუნეში იტალიელმა ფიზიკოსმა ჯოვანი ბატისტა გუგლიელმინიმ და მე-19 საუკუნეში იტალილმა მათემატიკოსმა ჯორჯ ბიდონმა, წყლის ამ ფენომენს მათემატიკური დეტალები შემატეს. მიუხედავად ამისა, მათ მაინც არ უცდიათ იმის გარკვევა, რატომ წარმოიქმნება წყლის ასეთი ჭავლები.

საბოლოოდ, 1914 წელს, ბრიტანელმა ფიზიკოსმა ჯონ უილიამ სტერტმა საზოგადოებას წარუდგინა ნაშრომი სითხის შოკური ტალღების შესახებ.

მისი თეორიული ახსნა მხედველობაში იღებდა ისეთ რამეებს, როგორებიცაა სიბლანტე, კინეტიკური ენერგია და პოტენციური ენერგია.

მეორე მხრივ, ზედაპირის დაძაბულობა „უდავოდ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს, მაგრამ მისი მინიმუმამდე შემცირება შესაძლებელია ნაკადისა და შესაბამისად, ფილაზე წყლის სიღრმის გაზრდით, რამდენადაც ეს შესაძლებელია“.

უილიამ სტერტის მსგავსად, ზედაპირის დაძაბულობა, როგორც გადამწყვეტი ფაქტორი, სხვა მეცნიერებმაც გამორიცხეს. ისინი მხარს უჭერდნენ მოდელებს, რომლებიც აღწერდნენ კავშირს სწრაფად მიმდინარე სითხის რადიუსსა და ჰიდრავლიკური ნახტომის სიმაღლეს შორის, როგორც სიბლანტის, ინერციისა და გრავიტაციის კომბინაციას.

როცა წყალი ზედაპირის გასწვრივ მიედინება, ხახუნი ძლევს მის ინერციას და სითხეს ანელებს. თუ სიჩქარის ცვლილება საკმარისად მკვეთრია, წარმოიქმნება შოკური ტალღები, რომლებშიც სითხე მოკლე მანძილზე იწევა, ნახტომის სახით.

მიიჩნეოდა, რომ ნახტომის სიმაღლეს განსაზღვრავდა პოტენციური ენერგიის წევის ძალა, რომელსაც აბალანსებს წყლის მასის ბიძგი.

სამეცნიერო საზოგადოებაში წლების მანძილზე მიდიოდა კამათი, მართლაც ასრულებს თუ არა გრავიტაცია მნიშვნელოვან როლს ნახტომის სიმაღლის განსაზღვრაში, ანუ, იყო თუ არა ის წყლის ამ უცნაური „კლდის“ გამომწვევი მიზეზი, რომელმაც ჯერ კიდევ შორეულ წარსულში მიიპყრო ლეონარდო და ვინჩის ყურადღება.

ახალი კვლევის ფარგლებში, ქიმიური ინჟინერიის მკვლევარი რაჯეშ ბჰაგატი ფიქრობს, რომ სხვა მეცნიერებმა შესაძლოა, ცოტა იჩქარეს, როცა გამორიცხეს ზედაპირის დაძაბულობის გავლენა.

„დავადგინეთ, რომ ახტომისას, ზედაპირის დაძაბულობისა და სიბლანტის ძალები სითხეში აბალანსებენ მამოძრავებელ ძალას (იმპულსი) და გრავიტაცია ამ პროცესში სულაც არ თამაშობს მნიშვნელოვან როლს“, — წერენ ბჰაგატი და მისი კოლეგები.

გრავიტაციის ეფექტის გამორიცხვა და მთელი აქცენტის ზედაპირის დაძაბულობაზე გადატანა, ჰიდრავლიკურ ნახტომზე მანიპულირების სხვა გზებს ხსნის, მაგალითად, ამატებს ზედაპირულ-აქტიურ ნივთიერებათა ფაქტორს.

„ამ პროცესის განსაზღვრას დიდი მნიშვნელობა აქვს და შესაძლოა, დრამატულად შეამციროს სამრეწველო წყლის მოხმარების მაჩვენებელი. ამ თეორიის გამოყენებით, ადამიანებს შეუძლიათ მოძებნონ ახალი გზები ყველაფრის გასარეცხად, მანქანებით დაწყებული, ფაბრიკის აღჭურვილობით დამთავრებული“, — ამბობს ბჰაგატი.

ძნელი სათქმელია, რამდენად კმაყოფილი იქნებოდა ახალი კვლევის შედეგებით ლორდი ჯონ უილიამ სტერტი, მაგრამ სამაგიეროდ, წყლის ბუნების შესახებ მეტი ინფორმაციის ცოდნით, ალბათ ძალიან ბედნიერი იქნებოდა ლეონარდო და ვინჩი.

მომზადებულია cam.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.