چند واقعیت حیرت‌آور علمی در چالش با آنچه تاکنون آموخته‌ایم

ايرنا/ برخي موارد حيرت‌آور علمي مانند نظريه نسبيت اينشتين، جدول تناوبي و تکثير دي.ان.اي را در دبيرستان آموخته‌ايم اما با افزايش سطح علمي متوجه مي‌شويم که جهان مملو از شگفتي‌هاي علمي است و آموخته‌هاي پيشين ما را به چالش مي‌طلبد. دانشي که ما در دبيرستان آموخته‌ايم در واقع پايه و اساس همه موارد علمي ديگري است که در مورد آن‌ها مطالعه مي‌کنيم. اما قطعاً فراگيري دانش در دبيرستان به پايان نمي‌رسد و زماني که به سطح علمي بالاتري مي‌رسيم تازه متوجه مي‌شويم که چقدر شگفتي‌هاي حيرت‌انگيزي در جهان وجود دارد. در اين گزارش به برخي واقعيت‌هاي باورنکردني اشاره مي‌کنيم که در دبيرستان نياموخته‌ايم اما آرزو مي‌کرديم کاش ياد گرفته بوديم. ** آب هم‌زمان مي‌تواند بجوشد و يخ بزند يکي از اين واقعيت‌هاي باورنکردني موضوع جوشيدن و يخ زدن هم‌زمان آب است. قطعاً اين واقعيت به دليل رسيدن به «نقطه سه‌گانه» ايجاد مي‌شود؛ نقطه سه‌گانه زماني بروز مي‌کند که دما و فشار براي سه فاز (گاز، مايع و جامد) يک ماده در تعادل ترموديناميکي باشند. نقطه سه‌گانه آب نقطه ثابتي است که در آن يخ، آب و بخار آب با هم در حال تعادل قرار دارند. اين حالت فقط در فشار معيني حاصل مي‌شود و يگانه است. ثابت شده است که در فشار 4.58 ميلي‌متر جيوه (که فشار بسيار کمي است) نقطه‌جوش و انجماد آب به هم مي‌رسند و با هم برابر مي‌شوند معني اين اتفاق اين است که آب در اين فشار در يک نقطه هم مي‌جوشد، هم منجمد مي‌شود، هم ذوب و هم بخار مي‌شود. پس در اين وضعيت هر سه فاز آب (مايع-گاز-جامد) به تعادل مي‌رسند يعني در آنِ واحد هر سه حالت آب (آب مايع - بخار آب و يخ) در محيط در کنار هم وجود دارند. به اين نقطه، نقطه سه‌گانه آب مي‌گويند. ** نور ليزر را مي‌توان در يک رشته آبشار گير انداخت يکي ديگر از واقعيت‌هاي باور نکردني اين است که نور ليزر را مي‌توان در يک رشته آبشار گير انداخت؛ بر اساس اين واقعيت نور ليزر همواره در يک رشته آبشار گير مي‌کند. اين موضوع نه‌تنها يک مثال باورنکردني از «بازتابش داخلي کلي» (Total Internal Reflection) است بلکه نحوه کار کابل‌هاي اپتيکي نوري را براي هدايت جريان نور نشان مي‌دهد. اگر تابش از محيط غليظ بر محيط رقيق صورت گيرد و نيز زاويه تابش از زاويه حد بزرگ‌تر باشد در اين صورت هيچ نوري بر محيط دوم عبور نمي‌کند و برخلاف زاويه حد در مرز مشترک محيط‌ها نيز نوري نخواهيم داشت. اين بازتابش کامل نور به محيط اول را پديده بازتابش داخلي کلي مي‌نامند که با علامت اختصاري TIR نمايش مي‌دهند. ** تخم‌مرغ شکسته زير آب شبيه ستاره دريايي است يک تخم‌مرغ شکسته، روي زمين کثيف‌کاري زيادي به بار مي‌آورد اما 18 متر زير سطح اقيانوس، فشار وارده بر تخم‌مرغ 2.8 برابر فشار اتمسفري هست و اين فشار همانند يک پوسته نامرئي براي تخم‌مرغ عمل مي‌کند و باعث مي‌شود که سفيده و زرده تخم‌مرغ از هم جدا نشوند و شبيه يک ستاره دريايي در زير آب شناور باشد. ** زماني که سياه‌چاله، ستاره‌اي را مي‌بلعد چه اتفاقي مي‌افتد يک محقق دانشگاه «جانز هاپکينز» در آمريکا مي‌گويد: زماني که ستاره‌اي به درون سياه‌چاله‌اي بلعيده مي‌شود، فواره‌اي بزرگ از پلاسما با شتاب از سياه‌چاله خارج مي‌شود و صدها سال نوري در فضا مي‌چرخد. زماني که ستاره توسط نيروهاي جاذبه‌ايِ سياه‌چاله متلاشي مي‌شود، برخي قسمت‌هاي ستاره در سياه‌چاله مي‌افتد و بقيه با سرعت‌هاي زياد در فضا تزريق مي‌شوند. ** سيستم فرود گربه‌ها بر دو پا گربه‌ها حس به دقت تنظيم‌شده‌اي از تعادل و چارچوب استخواني بسيار انعطاف‌پذير دارند (چرا که تعداد مهره‌هاي ستون فقرات گربه از انسان بيشتر است) و اين امر به آن‌ها امکان مي‌دهد تا بدنشان را بچرخانند و خودشان را هنگام فرود راست نگه دارند- يک توانايي ذاتي که «بازتاب راست ‌کننده» ناميده مي‌شود. هنگامي‌که يک گربه مي‌جهد يا از جاي بلندي پايين مي‌پرد، از قوه بينايي يا دستگاه دهليزي‌اش (يک سيستم تعادلي که درون گوش داخلي قرار دارد) استفاده مي‌کند تا بالا را از پايين تشخيص دهد و سپس قسمت فوقاني بدنش را طوري مي‌چرخاند تا به سمت پايين قرار گيرد. قسمت تحتاني بدن گربه هم اين مسير را دنبال مي‌کند. حتي بچه‌گربه‌ها مي‌توانند بدون ترس پايين بپرند، چراکه اغلب آن‌ها تنها در 7 هفتگي در اين کار مهارت پيدا مي‌کنند. گربه‌ها همچنين به علت بدن‌هاي کوچک، ساختار استخواني سبک و موي ضخيمشان که باعث کاهش سرعت نهايي‌شان مي‌شود، آرام به زمين برخورد مي‌کنند. برخي از گربه‌ها به شيوه‌اي مانند چتر نجات بدن‌هايشان را «پهن مي‌کنند» تا مقاومت بيشتري در برابر هوا ايجاد کنند و سقوط آهسته‌تري انجام دهند. ** توپ چرخان در حين سقوط به پرواز درمي‌آيد يکي ديگر از واقعيت‌هاي باورنکردني اين است که اگر توپي را که مي‌خواهيم از بلندي به پايين بياندازيم در حين انداختن بچرخانيم توپ واقعاً پرواز مي‌کند؛ اين اتفاق به دليل اثر مگنوس (Magnus effect) بروز مي‌کند؛ اثر مگنوس اثري است که عموماً در يک توپ در حال چرخش ديده مي‌شود به اين صورت که توپ چرخان را از مسير معمول خود به‌صورت حرکت منحني‌وار منحرف مي‌کند. هنگامي‌که يک جسم در حال چرخيدن است سعي دارد تا هواي مجاور خود را که در تماس مستقيم با سطح آن است، همراه خود بچرخاند و اين هوا به نوبه خود سعي مي‌کند بر روي هواي مجاور اثر بگذارد. با اين شيوه جسم داراي يک لايه هوا در مرز و محدوده خود مي‌شود که آن را با خود مي‌چرخاند. هنگامي‌که جسم چرخان در حال حرکت و چرخيدن است و يک لايه جريان هوا از چپ به راست با سرعت مشخصي با سطح جسم در تماس است. در قسمت بالاي جسم سرعت جسم و سرعت هوا در يک جهت هستند اما در پايين جسم سرعت هوا و سرعت جسم در خلاف جهت هم هستند. همان‌طور که از اصل «برنولي» مي‌دانيم در نقاطي که سرعت زياد باشد، فشار کم است و در نقاطي که سرعت کم باشد فشار زياد است پس در اينجا در نقطه بالا فشار کم و در نقطه پايين جسم چرخان فشار زياد است در نتيجه اين اختلاف فشار باعث ايجاد نيرويي از سمت نقطه پرفشار به نقطه کم‌فشار مي‌شود؛ و نيروي مگنوس را ايجاد مي‌کند که باعث انحراف مسير جسم چرخان مي‌شود. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد