پدیده آب مرده: کشتی های قدرتمند کلئوپاترا چگونه مردند؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

ترمز و تکان دادن کشتی های کاملاً عملیاتی که قبلاً غیرقابل توضیح بود در آب های مرده سرانجام توضیح علمی دریافت کرد.

وقتی کشتی وارد آب های مرده می شود، سفر متوقف می شود. در بهترین حالت، کشتی با موتورهای کاملاً عملیاتی کند می شود، در بدترین حالت متوقف می شود. باد دم می تواند به ملوانان کمک کند، اما حتی با بادبان های کامل، کشتی کندتر از آنچه باید حرکت می کند.

پدیده آب مرده اولین بار توسط محقق نروژی فریتیوف نانسن در سال 1983 مورد توجه قرار گرفت. مسافر با رفتن به شمال سیبری، خود را در منطقه ای یافت که کشتی او آنقدر کاهش یافت که کنترل آن برای او دشوار شد. نانسن به سرعت سرعت لازم را نگرفت و متوجه نشد چه اتفاقی افتاده است.

در سال 1904، فیزیکدان و اقیانوس شناس سوئدی، واگن والفرید اکمن، پدیده مشابهی را توصیف کرد. در آزمایشگاه خود، دانشمند آزمایشی را با آب با شوری های مختلف، مانند آن قسمت از اقیانوس منجمد شمالی، جایی که نانسن قبلاً در آن «توقف» کرده بود، ترتیب داد. اکمن کشف کرد که امواج مکانیکی در سطح مشترک بین لایه ها تشکیل می شوند. هنگامی که پایین کشتی با این امواج تعامل می کند، کشش اضافی ایجاد می کند.

پس از کشف اکمن، دانشمندان متوجه شدند که پدیده آب مرده ناشی از چگالی های مختلف لایه های مایع است. تفاوت در چگالی ممکن است به دلیل شوری یا دمای آب متفاوت رخ دهد. اما در هر صورت کاپیتان کشتی فقط دو راه دارد. او می تواند با ناراحتی تماشا کند که کشتی چگونه با سرعت غیرعادی پایین ثابتی می کشد، چیزی که زمانی توسط نانسن احساس می شد. یا اینکه روی پل بایستید و پشت کشتی تاب بخورید و هیجان ناگهانی کشف شده در آزمایشگاه توسط اکمن را تجربه کنید.

دانشمندان با درک علت و انواع پدیده آب مرده، مکانیسم تسخیر کشتی ها در اسارت امواج را نمی دانستند. اخیراً بود که فیزیکدانان، مکانیک سیالات و ریاضیدانان مؤسسه علوم طبیعی CNRS و آزمایشگاه ریاضیات و علوم کاربردی دانشگاه پواتیه برای اولین بار این پدیده مرموز را توصیف کردند. بیانیه مطبوعاتی این مطالعه در وب سایت CNRS موجود است.

گروهی از دانشمندان امواجی را که در تماس لایه‌های مایع با چگالی متفاوت به وجود می‌آیند طبقه‌بندی کردند و سپس حرکت کشتی را در امتداد امواج ریاضی شبیه‌سازی کردند. شبیه‌سازی‌ها نشان داده‌اند که اثر آب مرده زمانی رخ می‌دهد که امواج چیزی شبیه تسمه نقاله را تشکیل دهند. در این "نوار" کشتی به سختی قابل توجه است که به جلو یا عقب حرکت می کند، که از جانبی شبیه کاهش سرعت است.

این آزمایش همچنین نشان داد که هیچ تفاوت اساسی بین پدیده های مشاهده شده توسط نانسن در سال 1983 و اکمن در سال 1904 وجود ندارد. نوسانات اکمن به تدریج مرطوب می شود و کشتی به آرامی و با سرعت ثابت شروع به حرکت می کند.

کار دانشمندان بلافاصله منجر به یک فرضیه جدید در مورد یکی از قدیمی ترین اسرار بشر شد. هنوز مشخص نیست که چرا در طول نبرد آکتیوم (31 قبل از میلاد) کشتی های قدرتمند کلئوپاترا در برخورد با ناوگان ضعیف اکتاویان کشته شدند. اگر فرض کنیم خلیج آکتیا، جایی که نبرد در آن رخ داد، پر از آب های مرده بود، روشن می شود که چرا قدرت کشتی های کلئوپاترا به فرمانروا کمک نکرد. اصطکاک با سرعت نسبت معکوس دارد: هر چه بیشتر روی یک سطح مقاوم بکشید، مقاومت بیشتری دارد. این بدان معناست که کشتی‌های ضعیف اکتاویان در آب‌های مرده می‌توانند مانورپذیرتر و سریع‌تر از ناوگان قدرتمند ملکه مصر باشند.