Течения жидких и газообразных сред бывают двух типов:
1) спокойные, плавные и
2) нерегулярные, со значительным перемешиванием объемов среды и хаотическим изменением скоростей и других параметров.
Первые называют ламинарными, вторые турбулентными. Большинство течений в природе и технике относятся именно ко второй, наименее изученной группе. С.М.Белоцерковский, известный учёный в области гидродинамики, автор вихревой компьютерной концепции турбулентных следов и струй писал: «Турбулентность - одно из глубочайших явлений природы, при самом общем подходе к его изучению оно смыкается с философским проникновением в суть вещей.» Ему же принадлежат слова: «Важно подчеркнуть, что в природе вихревые течения и хаос живут бок о бок, становясь прародителями турбулентности. Вращение жидких объемов порождает неустойчивость, а также появление и распад регулярных структур, что ведет к образованию новых вихрей и развитию хаоса.» Таким образом, учёный, который всю жизнь занимается гидродинамикой, признаёт, что развивается не только хаос, но и новые структуры, в частности вихревые.
Интересное явление наблюдается у полюсов Юпитера и Сатурна.
На северном полюсе Сатурна имеется правильный шестиугольник из вихрей.
Вихри на полюсах Юпитера, похожие на полярные шторма на Сатурне, подтвердила автоматическая межпланетная станция «Юнона», которая начала программу исследования планеты в середине 2016 года. Данные, собранные аппаратом, показали, что в северной полярной области Юпитера находятся восемь циркумполярных циклонов диаметрами от 4000 до 4600 километров: они окружают один полярный циклон диаметром около 4000 км, образуя правильный восьмиугольник. А на южном полюсе планеты один полярный циклон окружен пятью циркумполярными циклонами диаметрами от 5600 до 7000 километров — образуется правильный пятиугольник. Обе вихревые системы оказались удивительно стабильны и компактны, а скорость ветров в них достигает 350 километров в час. 3 ноября 2019 года, в ходе 23 по счету близкого пролета мимо планеты, станция обнаружила на южном полюсе Юпитера новый циклон. Размер нового вихря — чуть меньше площади Чукотки и немного меньше других вихрей. Скорость ветра в нем достигает 362 километров в час. Все вместе теперь вихри образуют компактную фигуру, похожую на правильный шестиугольник, окружающую центральный циклон. Целиком система очень устойчива и появление нового циклона ее не разрушило.
Атмосферный феномен правильных многоугольников из вихрей на полюсах Сатурна и Юпитера не имеет на сегодняшний день строгого научного объяснения.
Что для нас интересно в этом феномене – то, что данные структуры являют собой пример упорядочения, самоорганизации материи.
Привет второму началу термодинамики!