A holt víz jelensége: Hogyan haltak meg Kleopátra hatalmas hajói?

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

A teljesen működőképes hajók korábban megmagyarázhatatlan fékezése és rázása az úgynevezett holtvízben végre tudományos magyarázatot kapott.

Amikor a hajó holt vizekre lép, az utazás szünetel. A legjobb esetben egy teljesen működőképes motorral rendelkező hajó lelassul, legrosszabb esetben pedig megáll. A hátszél segíthet a tengerészeknek, de még teli vitorlákkal is lassabban fog haladni a hajó, mint kellene.

A holt víz jelenségére először Fridtjof Nansen norvég kutató figyelt fel 1983-ban. Szibériától északra haladva az utazó olyan zónában találta magát, ahol hajója annyira lelassult, hogy nehezen tudta irányítani. Nansen nem vette fel gyorsan a szükséges sebességet, és nem értette, mi történt.

1904-ben Wagn Walfried Ekman svéd fizikus és oceanográfus hasonló jelenséget írt le. Laboratóriumában a tudós kísérletet végzett különféle sótartalmú vízzel, például a Jeges-tenger azon részén, ahol Nansen korábban "megakadt". Ekman felfedezte, hogy a rétegek határfelületén mechanikai hullámok keletkeznek. Amikor a hajó feneke kölcsönhatásba lép ezekkel a hullámokkal, további ellenállást keltenek.

Ekman felfedezése után a tudósok rájöttek, hogy a holt víz jelenségét a folyadékrétegek eltérő sűrűsége okozza. Sűrűségbeli eltérések léphetnek fel az eltérő sótartalom vagy vízhőmérséklet miatt. De mindenesetre a hajó kapitányának csak két lehetősége van. Bosszankodva nézheti, ahogy a hajó folyamatosan, abnormálisan alacsony sebességgel vonszol, amit egykor Nansen is megérez; vagy a hídra állni és a hajó után imbolyogni, átélve azt a hirtelen izgalmat, amelyet Ekman a laboratóriumban fedezett fel.

A holt víz jelenségének okát és típusait megértve a tudósok nem ismerték a hajók befogásának mechanizmusát hullámfogságban. A CNRS Természettudományi Intézetének és a Poitiers Egyetem Matematikai és Alkalmazott Tudományok Laboratóriumának fizikusai, folyadékmechanikai és matematikusai csak nemrég írták le először ezt a titokzatos jelenséget. A tanulmány sajtóközleménye elérhető a CNRS honlapján.

A tudósok csoportja osztályozta azokat a hullámokat, amelyek akkor keletkeznek, amikor különböző sűrűségű folyadékrétegek érintkeznek egymással, majd szimulálták a hajó mozgását matematikailag leírt hullámok mentén. A szimulációk kimutatták, hogy a holtvíz-effektus akkor következik be, amikor a hullámok szállítószalaghoz hasonlót alkotnak. Ezen a "szalagon" a hajó alig észrevehető előre vagy hátrafelé haladva, ami oldalról lassulásnak tűnik.

A kísérlet azt is kimutatta, hogy nincs alapvető különbség a Nansen 1983-ban és Ekman 1904-ben megfigyelt jelenségei között. Ekman oszcillációi fokozatosan csillapodnak, és a hajó lassan és állandó sebességgel kezd mozogni.

A tudósok munkája azonnal új hipotézist szült az emberiség egyik legrégebbi titkáról. Még mindig nem ismert, hogy az actiumi csata (Kr. e. 31) során miért haltak meg Kleopátra erős hajói, amikor összeütköztek Octavianus gyenge flottájával. Ha feltételezzük, hogy az Aktia-öböl, ahol a csata zajlott, holt vizekkel volt tele, világossá válik, hogy Kleopátra hajóinak ereje miért nem segített az uralkodón. A súrlódás fordítottan arányos a sebességgel: minél jobban húzza az ellenálló felületet, az annál jobban ellenáll. Ez azt jelenti, hogy Octavian gyenge hajói a holt vizekben manőverezhetőbbek és gyorsabbak lehetnek, mint Egyiptom királynőjének hatalmas flottája.