Fizika misterioze e 7 gjërave të përditshme

204
Fizikantët kanë arritur të zbulojnë disa prej detajeve më interesante të universit, nga rrezja e vrimave të zeza tek sjellja e grimcave subatomike, ku asnjëra prej tyre s’mund të shihet. Mund të jetë e papritur për ju të mësoni se ata nuk na kanë shpjegime (ose janë fokusuar vetëm kohët e fundit mbi to) për shumë fenomene të zakonshme që ne vëzhgojmë në jetën e përditshme. Më poshtë po paraqesim disa nga gjërat më misterioze, të cilat shumëkujt mund t’i duken të zakonshme.
Arrat
Ndoshta e keni vënë re gjatë lojës me arrat e përziera në një tas, arra e Brazilit duket se qëndron gjithmonë në krye. Kjo njihet si “efekti i arrës braziliane”, dhe fenomeni në dukje i zakonshëm është në fakt një nga misteret më të mëdha të pazgjidhura nga fizika. Në mesin e një shumëllojshmërie gjërash (qofshin këto arra, depozita sedimentare, apo objekte të tjera të madhësive të ndryshme), pjesa me e madhe qëndron në krye me kalimin e kohës pavarësisht gravitetit të tyre më të madh, ndërkohë që objektet më të vogla kanë tendencë të zhyten tek grumbulli me kalimin e kohës.
Ndoshta sendet e vogla depërtojnë nëpër të çara. Rryma konvencionale mund të luajnë gjithashtu një rol, teksa mund të kondensojnë grimcat më të vogla. Të gjitha këto mundësi dhe disa të tjera të ngjarë të kontribuojnë në ‘efektin e arrës së Brazilit’, por askush nuk e di cilat nga ato, ose deri në çfarë mase, kështu që nuk është realizuar asnjë simulimi i suksesshëm kompjuterik i këtij fenomeni. Jo vetëm prodhuesit e arrave, por edhe fizikantët, astronomët dhe gjeologët do të përfitonin nga kuptimi i këtij efekti. Prandaj herën tjetër që hani arra apo musli, apo shihni pjesën e poshtme të një tasi me doritos, provoni të përfshini edhe fizikën.
Shkuma
A keni bërë një banjë me flluska sot? Ndoshta jo, por me gjasë jeni rruar, larë enët, pirë ndonjë gotë birrë, ose nëse jeni me fat, ngrënë një copë byrek në krye me shtresë krem shllak. Ne e hasim shkumën aq shpesh, sa që disa prej nesh e cilësojnë vertetë shumë të çuditshme. Sa për fillim, konsideroni këtë:A është kremi i ngurtë, i lëngët, apo një gaz? Sipas Dagllas Durian, profesor i fizikës në Universitetin e Kalifornisë, shkuma është zakonisht 95 përqind gaz dhe 5 përqind e lëngshme.
Ndërkohë, në ndonjë rast disa prej tyre marrin tipare të caktuara të qëndrushme. Gazi në shkumë ndahet nga pjesa e lëngshme për të formuar një matricë flluskash të vogla, dhe në qoftë se muret e këtyre të fundit janë mjaftueshëm të ngurta, shkuma ndonjëherë mund të ruajë formën e saj. Megjithatë, nuk ekziston asnjë formulë për të parashikuar me saktësi se sa e ngurtë ose e lëngshme duhet të jetë një shkumë, që të përcaktojë madhësinë e flluskave të saj ose sasinë e lëngshme që përmban. “Fizika e shkumës është shumë pak e kuptuar“- tha Durian për ‘NASA Science’.
Akulli
Një shekull e gjysmë e kërkimesh shkencore, nuk kanë arritur ende të përcaktojnë se pse akulli mund t’iu bëjë të rrëzoheni përtokë. Shkencëtarët bien dakord se një shtresë e hollë e ujit të lëngshëm në krye të akullit të ngurtë shkakton shkarjen e saj, dhe se lëvizshmëria e lëngut e bën të vështirë ecjen mbi të, edhe nëse shtresa është e hollë. Por nuk ka konsensus se pse akulli, ndryshe nga shumica e shtresave të tjera të qëndrueshme, ka një shtresë të tillë.
Disa teoricienë kanë spekuluar se mund të jetë akti i rrëshqitjes gjatë kontaktin me akullin, ai që shkakton shkrirjen e sipërfaqes së tij. Të tjerë mendojnë se shtresa e lëngjshme gjendet atje para se të mbërrijë rrëshqitësi, dhe në një farë mënyre është gjeneruar nga lëvizja e pandarë e molekulave sipërfaqësore. Ne e dimë që ju kërkoni dikë apo diçka për të fajësuar, teksa gjendeni të shtrirë përtokë, por për fat të keq juria është ende larg gjetjes së një përgjegjësi.
Drithërat
Ju mundet ta keni menduar ose jo pse drithërat që konsumoni çdo mëngjes kanë tendencë
të grumbullohen së bashku ose të kapen në anët e një tasi me qumësht. I quajtur ‘efekti i drithërave’ nga shkencëtarët, kjo dukuri e grupimit vlen për çdo gjë që zhytet, duke përfshirë flluskat e sodës së gazuar dhe grimcat e flokëve në ujë pas një rruajtje në mëngjes.
Dominik Vela, student i diplomuar në Universitetin e Kembrixhit, dhe Lakshminarajanan Mahadevan, matematikan në Universitetin e Harvardit, ishin të parët që e shpjeguan këtë
efekt në aspektin e fizikës të thjeshtë, në një artikull të publikuar në vitin 2005.
‘Efekti i drithërave’, dëshmuan ata, krijohet nga gjeometria e sipërfaqes së një lëngu. Tensioni sipërfaqësor krijon një vrimë në sipërfaqen e qumështit në mesin e një tasi. Për shkak se molekulat e ujit në qumësht tërhiqen nga xhami, sipërfaqja e lakuar e qumështit priret të shkojë për lart drejt buzës së tasit.
Për këtë arsye, pjesët e drithërave pranë buzës notojnë lart së bashku me këtë kurbë, duke u dukur sikur janë kapur tek cepat e tasit. Edhe për shkak të tensionit sipërfaqësor, drithërat e zhytur në mesin e tasit gjurmojnë sipërfaqen e qumështit, duke krijuar një rënie të horizontit në të. Kur dy copa drithërash bien në kontakt me njëra-tjetrën, dy gjurmat e tyre bëhen një, dhe duke pushuar në të, ato bëhen bashkë.
Magnetët
Xhërl Uoker, profesor i fizikës në Universitetin Shtetëror të Klivlendit dhe bashkautor i librit gjerësisht të cituar “Bazat e fizikës”, shpjegon se fushat magnetike rrezatohen natyrshëm nga grimcat e ngarkuara elektrikisht që përbëjnë atomet, sidomos elektronet. Të zakonshme në materie, fushat magnetike të elektroneve kanë drejtime të ndryshme, duke neutralizuar njëra-tjetrën.
(Kjo është arsyeja pse elektronet në trupin tuaj nuk shkaktojnë ngjitjen pas frigoriferit tuaj, kur ju ecni pranë) Por, kur tek fushat magnetike të gjitha elektronet në një objekt drejtohen në një kah, siç ndodh në shumë metale (dhe natyrisht tek magnetët), krijojet një fushë magnetike e lehtë. Ajo ushtron një forcë ndaj objekteve të tjera magnetike, duke i tërhequr apo shtyrë ato në varësi të drejtimit të fushave të tyre magnetike.
Mjerisht, përpjekja për të kuptuar magnetizmin në një nivel më të thellë, është në thelb e pamundur. Ndonëse fizikantët kanë dalë me një teori të quajtur “mekanika kuantike”, e cila shpjegon shumë të saktë sjelljen e grimcave duke përfshirë magnetizmin e tyre, nuk ka asnjë mënyrë për të kuptuar në mënyrë intuitive se çfarë nënkupton realisht teoria.
Fizikantët pyesin veten:pse grimcat rrezatojnë fusha magnetike, çfarë janë fushat magnetike, dhe pse ato drejtohen gjithmonë ndërmjet dy drejtimeve, duke i dhënë magneteve drejtimin e polit të veriut dhe të jugut? “Ne vetëm vëzhgojmë se kur ju bëni një lëvizje me grimca të ngarkuara, ajo krijon një fushë magnetike dhe dy polet. Ne fakt ne nuk e dimë pse. Është vetëm një tipar i universit, dhe shpjegimet matematikore janë vetëm një nga përpjekjet për të depërtuar përmes “caktimit të detyrave të shtëpisë” së natyrës dhe marrjes së përgjigjeve”- është shprehur Uoker për “Misteret e vogla të jetës”.
Goditjet statike
Goditjet statike janë po aq misterioze, sa edhe të pakëndshme. Ajo që ne dimë është kjo:Ato ndodhin kur një tepricë, qoftë pozitive apo negative, shfaqet në sipërfaqen e trupit tuaj, duke u shkarkuar, kur ju prekni diçka dhe e lë të neutralizuar. Ndërkohë, ato mund të ndodhin kur elektriciteti statik krijon diçka tjetër, të cilën më pas e prekni. Në këtë rast, ju jeni rruga e daljes së ngarkesës së tepërt.
Por pse krijohen ato? Kjo është e paqartë. Shpjegimet e zakonshme (dhe ndoshta pjesërisht të sakta) thonë se kur dy objekte bëhen bashkë, fërkimet mes tyre nxisin elektronet jashtë atomeve në një nga objektet, dhe këto pastaj lëvizin mbi të dytë, duke e lënë objektin e parë me një tepricë atomesh të ngarkuara pozitivisht, dhe të dytin me një tepricë elektronesh negative.
Të dyja objekte (le te themi flokët tuaj dhe një kapelë leshi), do të jenë të ngarkuar me energji statike. Por pse rrjedhin elektronet nga një objekt në tjetrin, në vend se të lëvizin në të dyja drejtimet?
Kjo nuk është shpjeguar asnjëherë në mënyrë të kënaqshme, dhe një studim i kohëve të fundit nga studiuesi i Universiteti i Northëestern, Bartosh Gribovski, zbulon se ky nuk mund të jetë rasti. Sikurse është detajuar në numrin e qershorit të revistës ‘Shkenca’, Gribovski gjeti se pjesë të ngarkesave të tepërta pozitive dhe negative ekzistojnë në objekte të ngarkuara me energji statike. Ai gjithashtu zbuloi se molekulat e plota dukeshin se emigronin në mes të objekteve, teksa ato bashkoheshin me njëri-tjetrin. Qartazi, shpjegimi i statikës po ndryshon.
Ylberët
Ylberët formohen teksa rrezet e diellit shkëlqejnë mbi pikat e lagështisë në atmosferën e Tokës. Pikat veprojnë si prizma, duke e ndarë dritën në ngjyrat e saj përbërëse dhe i dërguar ato në tokë në një sërë këndesh mes 40 dhe 42 gradësh, në drejtimin e kundërt të diellit.
Sigurisht, ylberët nuk janë më misteriozë në rrafshin shkencor. Ato prodhohen kur drita kalon nëpër pika sferike:fillimisht ajo thyhet duke depërtuar në sipërfaqen e çdo pike, reflektohet tek pjesa e prapme e pikës, dhe sërish ndahet teksa e lë pikën, me të gjitha këto përthyerje duke i dhënë drejtimin e saj përfundimtar këndit të rënies në tokë.
Ky shpjegim ka qenë i njohur që në kohën e fizikantit të shekullit XVII, Isak Njuton. Por, imagjinoni se sa mistikë do të jenë dukur ylberët para asaj periudhe! Për shkak se ata janë kaq të bukur dhe ishin aq të pashpjegueshëm, ato u shfaqën në shumë fe të hershme. Për shembull, në Greqinë e lashtë, ylberët mendohej se ishin rrugët e ndërtuara nga të dërguarit e Zotave kur udhëtonin mes Tokës dhe Qiellit.