Кристиан Хюйгенс беше натоварен учен. Сред многото си постижения холандският учен разбра формата на пръстените на Сатурн и откри, че най-голямата луна на планетата - Титан. Той основал теорията, че светлината пътува като вълна, и измисли часовника на махалото. Хайгенс, изглежда, дори не можеше да изключи научния си ум, когато беше под времето.
Свързано съдържание
- Този анатомист от 17-ти век направи изкуство извън телата
- Рекорден часовник няма да загуби секунда за още 15 милиарда години
- Как се задават някои часовници?
През 1665 г. той се разболява и се заби в леглото, гледайки два часовника с махало, които бяха прикрепени към греда в къщата му. Той забеляза, че махалата започнаха да се люлеят във времето помежду си, без значение дали часовниците са били пуснати или спрени в различно време или в каква позиция са започнали махалата. Хюйгенс беше объркан. Трябваше да има някакъв начин часовниците да "говорят" един на друг, но му липсваха точните инструменти, необходими за измерване на взаимодействието между часовниците. И така той го зареди с мистериозни движения, предавани от въздуха или физическата връзка в лъча, и там материята почива повече от 300 години.
Сега физиците, преразглеждащи главоблъска от 17-ти век, смятат, че отговорът може да се крие в звукови вълни. Анрике Оливейра и Луис В. Мело от Лисабонския университет пресъздадоха условията, наблюдавани от Хайгенс, след което използваха изключително чувствителни инструменти за измерване на променливите. Резултатите от тях, публикувани тази седмица в „ Научни доклади“, предполагат, че звуковата енергия от часовниковите часовници пътува през материала, който ги свързва, и причинява синхронизирането им.
Преди това други учени предприеха пукнатина при експеримента, използвайки лъч, който беше оставен да се движи. В тези модели енергията, която кара часовниците да се синхронизират, е от запазването на инерцията. Оливейра и Мело искаха да изпробват различен модел, който да прилича повече на този, с който работи Хайгенс. Те също искаха да бъдат по-прецизни от предишните опити.
Първо използвали компютър, за да симулират часовниците, като приемат, че часовниците са свързани с твърд материал. Тогава те прикрепиха два истински часовника с махало към алуминиева греда. Те задават часовниците да текат и измерват периодите на махалото на махалото с високо прецизни оптични сензори. Със сигурност достатъчно, махалата щяха да започнат да се движат синхронно. Дори и да се придвижват в противоположни посоки, те все още щяха да замахнат със същия период.
"Опитахме различни материали и условия на лъча и можехме да се свържем само когато [неподвижният] лъч е направен от много добър звуков проводник, часовниците са близки и честотите са достатъчно близки", казва Мело в имейл.
Лабораторният експеримент включваше две махалови часовници, висящи от алуминиев лъч. (Анрике Оливейра и Луис Мело) И така, какво се случва? Това е свързано с това как работят часовниците на махалото. Махалото се люлее и котвата, наречена така заради формата си, освобождава зъбите на зъбно колело, което е прикрепено към низходяща тежест. С освобождаването на зъбното колело тежестта го дърпа надолу, така че започва да се върти, но котвата на махалото отново хваща зъбите на зъбното колело. Докато махалото се люлее назад, отново пуска предавката и този път котвата хваща другата страна. Междувременно зъбите на зъбното колело се плъзгат под котвата, натискайки го и добавяйки малко натискане, за да запази махалото. Има много вариации на този дизайн, но това е основният принцип.
В последния експеримент цялото това движение причинява малко количество звукова енергия да попадне в алуминиевата лента. Всеки път, когато този енергиен импулс пътува, той е склонен да натисне махалото на един часовник във времето с другия. Експериментът отнема до 18 часа или дори дни, тъй като часовниците се синхронизират бавно. Мело отбелязва, че часовниците на Хюйгенс са имали тежести за стабилизиране на 50 или 60 килограма, докато тези в неговия експеримент са били на килограм или по-малко, така че силите на предаването на часовниците на Хайгенс са били по-големи.
Въпреки това теоретично бихте могли да проведете същия експеримент у дома. "Ако можете да намерите достатъчно добър звуков проводник за лъч ... и ако сте много търпеливи, тогава ще получите условията за свързване", казва Мело. "Но вие ще бъдете сигурни само ако проведете автоматизиран експеримент. Невъзможно е да гледате непрекъснато в продължение на дни - това е хипнотизиращо, но човек става много тревожен след известно време."
Джонатан Пенья Рамирес, изследовател от Техническия университет в Айндховен в Холандия, също публикува изследвания на часовникарския феномен на Хюйгенс. Той казва, че физиците обичат да изучават тази система, защото тя имитира други цикли в природата. "Подобни явления могат да се наблюдават в биологичните системи, където някои цикли в човешкото тяло могат да се синхронизират по естествен начин", казва той.
Въпреки това той все още не е убеден, че звуковата енергия е виновникът за часовниците. "Ако замените задвижващия механизъм в часовниците с гладък механизъм, т.е. механизъм, който не прилага [дискретни] импулси към часовниците, все още човек може да може да наблюдава синхронизацията", казва той. Що се отнася до него, "синхронизацията на Хюйгенс ... далеч не е решена."
