Физика от Побединского

«Год без лета» Так называют 1816 год, когда в Западной и Центральной Европе и на северо-востоке Северной Америки наблюдалось аномально холодное лето. За год до этого, в апреле 1815 года, произошло извержение индонезийского вулкана Тамбора — крупнейшее за несколько столетий. По одной из распространённых оценок, было выброшено около 150 км³ тефры — пепла, пемзы и обломков пород. Основную роль в последующем похолодании сыграли сульфатные аэрозоли — микроскопические капли водного раствора серной кислоты, образовавшейся при окислении выброшенного в стратосферу диоксида серы. Они распространились вокруг планеты и рассеивали солнечное излучение, возвращая часть энергии в космос. Поверхность Земли получала меньше солнечной энергии и охлаждалась. Большая часть пепла быстро осела, а аэрозоли сохранялись в стратосфере значительно дольше. Такое временное похолодание после извержения называют вулканической зимой. В некоторых районах Европы средняя летняя температура оказалась примерно на 2–3 °C ниже климатической нормы. Холод и затяжные дожди привели к неурожаям, которые способствовали голоду и распространению эпидемий тифа. Кризис усугубил последствия Наполеоновских войн и усилил эмиграцию европейцев, в том числе в Северную Америку и Российскую империю. Климатическая катастрофа оставила след и в культуре. Необычные закаты после извержения, возможно, отразились в некоторых пейзажах Каспара Давида Фридриха и Уильяма Тёрнера в последующие годы. Дождливым летом 1816 года в компании Байрона у Женевского озера зародился замысел «Франкенштейна» Мэри Шелли, опубликованного в 1818 году. С теми же встречами связан «Вампир» Джона Полидори, вышедший в 1819-м и заложивший традицию аристократического вампира в английской прозе. Сама готическая литература возникла значительно раньше, в XVIII веке. Некоторые исследователи предполагают, что климатические последствия Тамборы могли способствовать началу первой пандемии холеры в Бенгалии в 1817 году, однако эта связь остаётся гипотезой. Утверждение о вызванной климатом мутации холерного вибриона не доказано. В России холеру зарегистрировали уже в 1823 году, а крупная эпидемия 1830–1831 годов относилась ко второй пандемии. Осенью 1830 года холерные карантины задержали Пушкина в Болдине, куда он первоначально приехал по имущественным делам. В любом случае, это извержение оказало огромное влияние на сельское хозяйство, экономику, миграцию населения и культурную жизнь целых стран.

Зачем на дымовых трубах спираль? На промышленных дымовых трубах можно увидеть спиральные металлические конструкции, похожие на огромную винтовую резьбу. Это не просто промышленный дизайн: у них есть вполне конкретная функция. Когда ветер обтекает цилиндрическую трубу, поток отрывается от её поверхности, и за трубой начинают попеременно срываться вихри — то с одной, то с другой стороны. Так возникает вихревая дорожка Кармана, названная в честь физика Теодора фон Кармана, который в начале XX века теоретически исследовал устойчивость таких вихревых структур. Попеременный срыв вихрей создаёт переменную поперечную силу и заставляет трубу вибрировать. Если частота этих колебаний оказывается близка к собственной частоте трубы, вибрации могут резко усилиться и со временем привести к повреждению конструкции. Чтобы этого избежать, на трубы устанавливают интерцепторы — спиральные рёбра. Интерцепторы постоянно меняют положение точки отрыва потока вдоль высоты трубы. На одном уровне поток отрывается в одном месте, чуть выше уже в другом. Поэтому вихри перестают срываться одновременно и в одной фазе по всей высоте. Вместо длинных согласованных вихревых структур возникают более мелкие, трёхмерные и менее связанные между собой вихри, тем самым уменьшают вызываемые ветром колебания.

Магнитная доска Вы наверняка видели детскую магнитную доску для рисования: по ней можно рисовать стилусом и стирать нарисованное бегунком. Как устроена эта доска? Её поверхность состоит из шестиугольных ячеек, где в вязкой жидкости плавают чёрные намагниченные частички. На стилусе и бегунке для стирания также установлены магниты. Они притягивают частички соответственно вверх или вниз, отчего ячейка окрашивается в чёрный или белый цвет. Самая сложная часть конструкции — сделать так, чтобы изображение сохранялось после того, как магнит убрали. Магнитные частицы находятся в специальной жидкости, которая удерживает их на месте, пока на них не действует достаточно сильное магнитное поле. Поэтому частицы не оседают под действием силы тяжести, но при этом могут перемещаться вслед за стилусом. Обычно их размер составляет десятки микрометров, а делают их, например, из магнитных оксидов железа или ферритов. Забавный факт: иногда магнитные доски используют дайверы для передачи друг другу сообщений под водой. P.S. По похожему принципу работают и электронные чернила, которые используются, например, в электронных книгах, о них мы ранее рассказывали тут. Там тоже есть микроскопические частицы, способные перемещаться внутри ячеек и менять их цвет. Но если в магнитной доске частицы двигаются под действием магнитного поля, то в электронных чернилах — под действием электрического. Главное сходство этих технологий в том, что после перемещения частицы остаются на месте, поэтому изображение сохраняется без постоянного

Какая связь между телескопом и бельгийским пивом? TRAPPIST — это два роботизированных телескопа, которые созданы и управляются астрофизиками Льежского университета (хотя физически находятся в Чили и Марокко соответственно). Главными задачами этих инструментов является поиск комет и экзопланет, на что намекает название: TRAnsiting Planets and Planetesimals Small Telescope (малый телескоп для наблюдения за транзитными планетами и планетезималями). В 2016 году при помощи TRAPPIST-South астрономы объявили об открытии трёх планет у тусклой ультрахолодной звезды 2MASS J23062928-0502285, получившей название TRAPPIST-1. Последующие наблюдения, в том числе с помощью космического телескопа Spitzer, показали, что в системе находится семь планет размером примерно с Землю. Три из них — TRAPPIST-1e, f и g — расположены в зоне обитаемости, где при подходящих условиях на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Любители пива могли бы увидеть в названии не только очередную сложную астрономическую аббревиатуру. Trappist beer, или траппистское пиво, — это пиво, которое производится при траппистских монастырях или под их контролем и соответствует определённым требованиям к производству. Особенно известны траппистские пивоварни Бельгии, поэтому название телескопов TRAPPIST стало ещё и отсылкой к бельгийскому происхождению проекта. Это не единственный астрономический проект, чьё название происходит от еды: так, система телескопов SPECULOOS, которая также создавалась при участии Льежского университета, получила своё имя в честь пряного рождественского печенья спекулос.