История про то, что «стекло имеет свойство течь со временем», получила широкую огласку с развитием научпопа. К истории иногда прикладывают фото древних витражей, по которым видно, что нижняя часть — шире центральной, что считается доказательством. При этом вопросы текучести переохлаждённой вязкой субстанции занимают учёных уже около сотни лет — настолько занимают, что в 20-х годах прошлого века поставили эксперимент, который длится до сих пор. Ниже — о том, действительно ли стекло течёт (нет), откуда появилось такое убеждение и что это за эксперимент.
С чего все началось
Началось всё с очевидной идеи: жидкости должны течь вниз под действием гравитации. Даже если эти жидкости — очень вязкие и охлаждённые, вроде стекла. Причина текучести — отсутствие кристаллической решетки, которая как раз и позволяет «нетекучим» материалам сопротивляться гравитации.
Что-то действительно течёт
В 1927 году учёный Парнелл решил проверить текучесть жидкостей на варе — варёной смоле. Он взял кусок смолы, сварил его и запихнул в трубку на три года, чтобы смола как следует затвердела. После этого он срезал запаянный конец трубки и зафиксировал его в ожидании капли смолы. Ожидание заняло восемь с лишним лет — в 1938 году из трубки в стаканчик внизу упала первая капля смолы. Каждая последующая капля падала где-то через 8,5 года после предыдущей, эксперимент продолжается до сих пор — смола всё ещё течёт, если можно так сказать.
Течет ли стекло?
Если это может сработать с варом, то почему не может сработать со стеклом? Именно таким вопросом задались Рэлей и Спенсер в первой половине прошлого века. Для своих экспериментов они взяли тонкие стеклянные трубки, которые фиксировали горизонтально между двумя опорами. По центру трубки вешался груз для ускорения процесса. Через несколько лет груз снимался, после чего измерялась кривизна трубки. В результате выяснилось, что стекло действительно прогибается на пару миллиметров и изменяет свою форму. Успех? На самом деле нет. Пересчитав относительное изменение кривизны трубки, учёные пришли к выводу, что если стекло и течёт под действием гравитации, то на перераспределение 1% массы стекла в стандартном окне нужно примерно… 10 000 000 лет, а кривизна стеклянной трубки была обусловлена напряжением материала. Однозначный вывод: стекло действительно течёт, но с невероятно низкой скоростью, и никакое стекло из прошлого не может иметь видимый эффект перетекания.
Откуда взялись текущие стёкла?
Остался последний момент — стёкла из древности с более массивной нижней половиной. Откуда они взялись? Объяснение на самом деле очень простое: у стеклодувов древности не было современных технологий создания стекла. Они просто надували раскалённый стеклянный пузырь, после чего сплющивали его и давали остыть. Конечно, они пытались сплющить пузырь равномерно, но это — практически невозможно, плюс ещё горячее стекло могло течь в сторону, если пол был неровным. Потом стеклодув вырезал стекло по размеру, при этом одна из сторон оказывалась толще другой. А строители вставляли стёкла в витражи толстой стороной вниз — это очень логично, толстая сторона лучше держит нагрузку. Так и появились «стёкшие стёкла».