Начало Наука Ученые открыли самую быструю вещь, доступную человеку

Ученые открыли самую быструю вещь, доступную человеку

Наука
/ 1041 0
Ученые открыли самую быструю вещь, доступную человеку

Параллельно они обнаружили, почему знаменитый щелчок пальцами суперзлодея Таноса, которым он разрушил половину вселенной, на самом деле был физически невозможен.

В «Мстителях: Война бесконечности» суперзлодей Танос с помощью простого щелчка пальцами уничтожает половину всего живого во вселенной. Но персонаж комиксов, совершающий массовые убийства, не только не смог бы вызвать такие разрушения. Согласно новому исследованию, он и щелкнуть пальцами не смог бы.

Используя высокоскоростные камеры и датчики силы, бывшие отдельным произведением искусства, исследователи Технологического института Джорджии измерили скорость и ускорение щелчка пальцами и изучили малоизвестную физику, которая делает его возможным. Они обнаружили, что щелчок пальцами – это самое быстрое ускорение, какое может произвести человеческое тело и что задействованная физика сделала бы невозможным для Таноса выполнить апокалиптический жест, по крайней мере, в металлической «Перчатке бесконечности».

Максимальная скорость вращения пальца при щелчке составляет 7,8 тыс. градусов в секунду, а максимальное ускорение вращения – 1,6 млн градусов в секунду в квадрате – это в 3 раза больше ускорения руки профессионального бейсболиста.

«Когда я впервые увидел эти данные, я вскочил со стула», признался старший автор исследования, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии Технологического института Джорджии Саад Бхамла. «Щелчок пальцем происходит всего за 7 миллисекунд, в 20 с лишним раз быстрее, чем моргание, которое занимает более 150 миллисекунд».

Саад Бхамла сказал, что источником вдохновения для исследования послужил спор с учениками после просмотра фильма Marvel Studios 2018 года «Мстители: Война бесконечности», в котором Танос, 2,4-метровый фиолетовый военачальник со спутника Сатурна Титана, ищет шесть могущественных «Камней бесконечности», которые дадут ему возможность сгибать и изменять ткань вселенной в соответствии с его волей. Поместив камни в металлическую «Перчатку бесконечности», Танос планировал уничтожить половину всех живых существ во вселенной одним щелчком пальцев.

Но некоторым ученым щелчок пальцем в металлической перчатке показался слишком сложным. «Мы вступили в горячую дискуссию, пытаясь понять, может ли он на самом деле щелкнуть пальцами или нет», рассказал Бхамла. «Вот как все началось: мы решили выяснить ключевые ингредиенты, необходимые щелчка».

Чтобы исследовать физику этого жеста, команда проанализировала несколько щелчков пальцами с помощью высокоскоростной камеры, прикрывая щелкающую руку различными материалами. Сверяя свои экспериментальные наблюдения с набором математических моделей, они нашли лучшее физическое объяснение того, как возникают щелчки, и их самый фундаментальный компонент: трение.

Согласно исследованию, щелчки пальцами работают благодаря использованию мышц рук в качестве двигателя, нагружающего пружинные сухожилия в пальцах и руках упругой потенциальной энергией, которая затем быстро высвобождается, создавая невероятное ускорение щелчка. Трение между большим и средним пальцами играет жизненно важную роль в щелчке, прижимая средний палец к большому и не давая ему двигаться. Как только накопится достаточно энергии, трение преодолевается, и большой и средний пальцы скользят друг мимо друга, высвобождая щелчок.

Величина трения, необходимая для работы щелчков, существует внутри «зоны Златовласки» – слишком мало трения и недостаточно энергии хранится в сухожилиях, а слишком большое трение и большая часть накопленной энергии рассеивается в виде тепла, а не движения, рассказали исследователи.

Конечно, у исследователей не было действующей перчатки бесконечности, поэтому они накрыли кончики пальцев участников эксперимента металлическими наперстками. И Они обнаружили, что перчатка Таноса была столь же разрушительной для эффективного щелчка пальцем, как и резиновая перчатка, дающая слишком большое трение, рассеивая слишком много щелчка в виде тепла. Жесткая перчатка, наоборот, дает слишком мало трения. Металлическая броня вокруг счастливых пальцев Таноса также не будет такой сжимаемой, как кожа, из-за чего площадь контакта для щелчка будет намного меньше.

«Наши результаты показывают, что Танос не мог щелкнуть из-за своих пальцев в металлической броне», – говорится в заявлении первого автора Рагхав Ачарьи, студента Технологического института Джорджии. «Так что, скорее всего, дело в голливудских спецэффектах, а не в реальной физике!»

Исследователи считают, что новая модель щелчка пальцами может иметь приложение для понимания других биомеханических моделей поведения, например того, как муравьи и термиты накапливают энергию для щелчка челюстями. Это также может помочь в разработке высокотехнологичных протезов рук и вдохновить других исследователей на исследование антропологических причин, по которым человеческие пальцы щелкают.

Судя по древнегреческому искусству 300 г. до н. э., люди вполне могли щелкать пальцами за сотни тысяч лет до нас, но мы только сейчас начинаем научное изучение этого жеста, сказал доцент Бхамла. «Это единственный научный проект в моей лаборатории, в котором мы могли щелкнуть пальцами – и получить данные», пошутил ученый.

Ваше мнение
6 + 8 =