Christiaan Huygens bio je marljiv znanstvenik. Među svojim brojnim dostignućima, nizozemski znanstvenik otkrio je oblik Saturnovih prstenova i otkrio da je najveći mjesec planeta, Titan. Osnovao je teoriju da svjetlost putuje kao val i izumio je klatno sata. Huygens, čini se, nije mogao isključiti ni svoj znanstveni um kad je bio pod vremenom.
Povezani sadržaj
- Ovaj anatomist iz 17. stoljeća napravio je umjetnost od tijela
- Rukometni sat neće izgubiti ni sekundu za dodatnih 15 milijardi godina
- Kako se neki satovi postavljaju?
Godine 1665. razbolio se i zaglavio u krevetu, gledajući dva satova klatna koji su bili pričvršćeni gredom u njegovoj kući. Primijetio je kako se klatna vremenom ljuljaju jedna s drugom, bez obzira jesu li satovi bili pokrenuti ili zaustavljeni u različito vrijeme ili u kojem položaju su klatna započela. Huygens je bio zbunjen. Morao je postojati način da satovi "razgovaraju" jedan s drugim, ali nedostajali su mu precizni instrumenti potrebni za mjerenje interakcije između satova. Dakle, stavio ju je na mjesto misterioznih pokreta koje je prenosio zrak ili fizičke veze u snopu i tu je stvar počivala više od 300 godina.
E sad, fizičari koji revidiraju zagonetku iz 17. stoljeća misle da se odgovor možda krije u zvučnim valovima. Henrique Oliveira i Luís V. Melo sa Sveučilišta u Lisabonu ponovno su stvorili uvjete koje je Huygens promatrao, a zatim su koristili izuzetno osjetljive instrumente za mjerenje varijabli. Njihovi rezultati objavljeni ovaj tjedan u Znanstvenim izvješćima sugeriraju da zvučna energija iz otkucanih satova putuje kroz materijal koji ih povezuje i uzrokuje njihovo sinkroniziranje.
Prije toga, drugi su znanstvenici puknuli u pokusu koristeći snop koji je bio dopušten za pomicanje. U tim modelima energija koja sinkronizira satove dolazi od očuvanja zamaha. Oliveira i Melo htjeli su testirati drugačiji model koji bi bio više sličan onom s kojim je radio Huygens. Također su željeli biti precizniji od prethodnih pokušaja.
Prvo su koristili računalo za simulaciju satova, pretpostavljajući da su satovi povezani čvrstim materijalom. Zatim su pričvrstili dva prava satova klatna na aluminijsku gredu. Postavljali su satove otkucavanjem i mjerili razdoblja ljuljanja klatna visoko preciznim optičkim senzorima. Sigurno da bi se klatna počela sinkronizirati. Čak i ako bi se kretali u suprotnim smjerovima, oni bi i dalje njihali s istim razdobljem.
"Pokušali smo s različitim materijalima i uvjetima snopa i uspjeli smo spojiti samo kad je [fiksni] snop izrađen od vrlo dobrog zvučnog vodiča, satovi su blizu, a frekvencije dovoljno blizu", kaže Melo u e-poruci.
U laboratorijskom pokusu bila su uključena dva satova klatna visjela s aluminijske grede. (Henrique Oliveira i Luís Melo) Pa što se događa? To ima veze s načinom rada satova klatna. Njihalo se ljulja i sidro, tako nazvano zbog svog oblika, oslobađa zube zupčanika, koji su pridavani silaznoj težini. Kako se zupčanik otpušta, težina ga povlači prema dolje pa se počinje okretati, ali sidro klatna ponovno hvata zube zupčanika. Dok se klatno njiha natrag, ponovo oslobađa zupčanik, a ovaj put sidro hvata drugu stranu. U međuvremenu, zubi zupčanika kliznu pod sidro, gurajući ga i dodajući malo naguravanja da klatno ne zamahne. Na ovom je dizajnu mnogo varijacija, ali to je osnovni princip.
U posljednjem eksperimentu, sve to kretanje uzrokuje da mala količina zvučne energije uđe u aluminijsku šipku. Svaki put kada taj energetski impuls putuje, ono ima tendenciju da gurne klatno jednog sata u vrijeme drugoga. Eksperiment traje do 18 sati, pa čak i dana, jer se satovi sporo sinkroniziraju. Melo napominje da su Huygensovi satovi imali stabilizaciju utega od 50 ili 60 kilograma, dok su oni u njegovom eksperimentu bili kilogram ili manji, pa su sile koje su Huygensovi satovi prenosili bili veće.
Uprkos tome, mogli biste teoretski izvesti isti eksperiment i kod kuće. "Ako možete pronaći dovoljno dobar provodnik zvuka za snop ... i ako ste vrlo strpljivi, tada ćete dobiti uvjete za spajanje", kaže Melo. "Ali bit ćete sigurni samo ako pokrenete automatizirani eksperiment. Nemoguće je gledati neprekidno danima - očaravajuće je, ali čovjek nakon nekog vremena postane vrlo zabrinut."
Jonatan Peña Ramirez, istraživač Tehničkog sveučilišta u Eindhovenu u Nizozemskoj, također je objavio studije fenomena Huygensova sata. Kaže da fizičari vole proučavati ovaj sustav jer oponaša ostale cikluse u prirodi. "Slične pojave mogu se primijetiti u biološkim sustavima, gdje se neki ciklusi unutar ljudskog tijela mogu sinkronizirati na prirodan način", kaže on.
Međutim, još nije uvjeren da je zvučna energija krivac za satove. "Ako mehanizam pokretanja u satovima zamijenite glatkim mehanizmom, tj. Mehanizmom koji ne primjenjuje [diskretne] impulse na satove, još uvijek se može primijetiti sinkronizacija", kaže on. Što se njega tiče, "Huygensova sinkronizacija ... daleko je od rješenja".
