150-годишна теория за извънземна форма, предложена от лорд Келвин, един от най-големите физици в историята, най-накрая беше подложена на изпитание и предположенията му сега са под съмнение.
През 1871 г. Уилям Томсън, познат като лорд Келвин - известен британски физик, който има ключов принос в електромагнитната теория, термодинамиката, навигацията и абсолютната температурна система, която носи неговото име, предлага теория за странна хипотетична форма, която той нарича изотропен хеликоид.
Формата прилича на сфера с няколко перки, стърчащи от повърхността й, и изглежда еднаква (изотропна) от всеки ъгъл. Келвин вярвал, че ако се потопи във вода и се остави да потъне, хеликоидът ще се върти като малко витло.
Но нов експеримент, воден от двама преподаватели по физика - Грег Вот от Университета Уеслиан в Кънектикът и Бернхард Мелих от Университета в Гьотеборг в Швеция, поставят под съмнение прогнозите на Келвин. Като изработва чрез 3D принтиране пет различни изотропни хеликоида според инструкциите на Келвин и след това ги пуска в силиконово масло, екипът открива, че те все пак не се въртят, докато падат.
Според Вот 150-годишното изоставане от теорията на Келвин до записания експеримент за нейното тестване може да се дължи на умишлено пропускане от по-късните учени и дори от самия Келвин. Възможно е Келвин да е измислил хеликоидната концепция, за да разбере по-добре една от по-ранните си теории - вихровата теория на атома. Теорията, която изобразява атомите като стабилни, заплетени вихри в космическа среда, известна като етер, отдавна е дискредитирана.
Но когато експериментът не се e получил, Келвин може да го е изоставил тихомълком, предполага Вот.
"В ръкописа на Келвин той изрично описва как да се изработи изотропен хеликоид, включително материалите за използване, което предполага, че той е създал такъв", казва Вот пред Live Science. "Аз лично подозирам, че Келвин и други са произвели изотропни хеликоиди и са забелязали, че измерената връзка транслация-въртене се определя от ограниченията на качеството на изработката и следователно те не са публикували своите измервания."
За да разберат какво точно се случва, за да накара експеримента им да обърка прогнозите на Келвин, екипът анализирал как течността в резервоара тече около техните хеликоиди.
Те открили, че Келвин всъщност е прав - има връзка между движението на хеликоид през течност и неговото въртене. Докато формата потъва през силиконовото масло, триенето с частиците масло, течащи около тялото на хеликоида, водени от една от перките му към следващата, би трябвало да предизвика силата, която ще го накара да се върти, и колкото по-бързо пада, толкова по-бързо би трябвало да се върти.
Но връзката между движението и въртенето била твърде слаба, за да има ясно измерим ефект или хеликоидите да се въртят изобщо, докато се движат. Келвин е заковал теорията, но може би е надценил силата на ефекта.
Според изследователите това може да се дължи на факта, че само няколко от перките или лопатките на хеликоида си взаимодействат, като насочват потока течност една към друга - недостатъчно, за да завъртят хеликоида.
Сега, когато са оценили как хеликоидите се въртят (или не се въртят) в реален експеримент, изследователите планират да създадат нов хеликоид с прецизни техники за производство, за да премахнат всички несъвършенства. Те също така искат да променят дизайна на Келвин, за да засилят всяка връзка между движение и въртене. Ако успеят, най-сетне биха могли да докажат, че Келвин е прав.
В този момент "ще продължим да търсим възможни форми, които биха увеличили ефекта", каза Вот. "Теоретичното и изчислително ръководство за това кои фигури да се изработват ще бъде от съществено значение, тъй като прецизното производство на тези сложни триизмерни форми е предизвикателство.
Изследователите публикуват своите констатации на 13 юли в списанието Physical Review Fluids.
