НаверхЭто бесит всех: ученые вывели закон, который объясняет, почему все ломается самым ужасным образом
Оказывается, разбитая ваза, раскрошенный сахар и лопнувший пузырь подчиняются одной и той же раздражающей математической формуле.
22:18
Основные идеи
Ученые вывели закон, который описывает разрушение любых объектов.
В основе закона лежит принцип максимальной случайности и физические ограничения.
Формула работает для стекла, спагетти, капель жидкости и даже пузырей.
Открытие поможет оптимизировать дробление руды и прогнозировать камнепады.
Мнение автора
Это открытие отлично показывает, что даже в хаосе есть строгая логика. Теперь мы понимаем, что разбитая чашка и промышленное дробление руды подчиняются одним и тем же правилам. Это знание не просто утоляет любопытство, но и открывает путь к оптимизации промышленных процессов и повышению безопасности.
Каждый из нас хоть раз в жизни ронял что-то хрупкое и с досадой наблюдал, как оно разлетается на тысячу осколков. Оказывается, в этом хаосе есть строгий порядок. Французский ученый недавно вывел математическое уравнение, которое описывает, как именно это происходит. И что самое удивительное, оно одинаково работает для самых разных материалов — от твердых предметов до жидкостей и даже газовых пузырей.
Хотя трещины распространяются по объекту непредсказуемо, ученые давно заметили, что соотношение крупных и мелких осколков всегда примерно одинаковое, вне зависимости от материала. Это наводило на мысль, что за процессом разрушения стоит некий универсальный закон.
Физик Эммануэль Виллермо из Университета Экс-Марсель во Франции решил подойти к проблеме с другой стороны. Он не стал изучать, как формируются трещины, а сосредоточился на самих осколках. В своем новом исследовании Виллермо утверждает, что разрушающиеся объекты следуют принципу «максимальной случайности». Проще говоря, наиболее вероятный сценарий разрушения — самый хаотичный, тот, который доводит энтропию (беспорядок) до максимума.
Видео от DGL.RU
Но у этой случайности есть свои физические рамки. Чтобы учесть их, Виллермо использовал закон сохранения, который он открыл вместе с коллегами еще в 2015 году. Этот закон накладывает ограничения на плотность осколков в пространстве в момент разрушения.
Объединив два этих принципа, ученый вывел математическое уравнение, которое точно описывает распределение осколков по размерам. Он проверил свою формулу, сравнив ее предсказания с данными, которые собирались годами по самым разным объектам: стекло, спагетти, капли жидкости, пузырьки газа, пластиковый мусор в океане и даже осколки древних каменных орудий. Все они идеально соответствовали предсказанному распределению.
Виллермо также проверил уравнение, бросая тяжелые предметы на кубики сахара и наблюдая, как они раскалываются. «Это был летний проект с моими дочерьми, — рассказал он. — Я сделал это давно, когда дети были еще маленькими, а потом вернулся к этим данным, потому что они хорошо иллюстрировали мою идею».
Впрочем, новооткрытый закон работает не всегда. Он не применим в ситуациях, где нет случайности, например, когда ровный поток жидкости распадается на капли одинакового размера. Также он не охватывает условия, при которых осколки взаимодействуют друг с другом, как это происходит с некоторыми видами пластика.
Другие ученые отмечают, что понимание процесса разрушения может помочь оптимизировать затраты энергии при дроблении руды в промышленности или лучше прогнозировать камнепады в горах.
В будущем исследователи планируют определить минимально возможный размер осколка. Также есть вероятность, что и форма осколков подчиняется похожей математической зависимости.
Все зря: почему мы никогда не пройдем сквозь стену, хотя наши атомы — одна пустота
Подпишитесь на наши новости: