Hiện tượng Nước chết: Những con tàu mạnh mẽ của Cleopatra đã chết như thế nào?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Việc phanh và lắc không thể giải thích trước đây của những con tàu hoạt động hoàn toàn trong vùng nước chết cuối cùng đã nhận được lời giải thích khoa học.

Khi con tàu đi vào vùng nước chết, cuộc hành trình bị tạm dừng. Trong trường hợp tốt nhất, một con tàu có động cơ hoạt động hoàn toàn sẽ giảm tốc độ, trong trường hợp xấu nhất nó sẽ dừng lại. Gió đuôi có thể giúp ích cho các thủy thủ, nhưng ngay cả khi có đầy đủ buồm, con tàu sẽ di chuyển chậm hơn bình thường.

Hiện tượng nước chết được nhà nghiên cứu người Na Uy Fridtjof Nansen chú ý lần đầu tiên vào năm 1983. Đi đến phía bắc của Siberia, người du hành thấy mình đang ở trong một khu vực mà con tàu của anh ta giảm tốc độ đến mức anh ta khó kiểm soát. Nansen không nhanh chóng đạt được tốc độ cần thiết, và không hiểu chuyện gì đã xảy ra.

Năm 1904, nhà vật lý và hải dương học người Thụy Điển Wagn Walfried Ekman đã mô tả một hiện tượng tương tự. Trong phòng thí nghiệm của mình, nhà khoa học đã thiết lập một thí nghiệm với nước có độ mặn khác nhau, chẳng hạn như ở khu vực Bắc Băng Dương, nơi Nansen đã "đình trệ" trước đó. Ekman phát hiện ra rằng sóng cơ học được hình thành ở mặt phân cách giữa các lớp. Khi đáy tàu tương tác với những con sóng này, chúng tạo ra lực cản bổ sung.

Sau phát hiện của Ekman, các nhà khoa học nhận ra rằng hiện tượng nước chết là do các lớp chất lỏng có mật độ khác nhau. Sự khác biệt về mật độ có thể xảy ra do độ mặn hoặc nhiệt độ nước khác nhau. Nhưng trong mọi trường hợp, thuyền trưởng của con tàu chỉ có hai lựa chọn. Anh ta có thể bực bội quan sát cách con tàu đang kéo với tốc độ thấp bất thường liên tục, điều này đã từng được cảm nhận bởi Nansen; hoặc đứng trên cầu và lắc lư theo con tàu, trải nghiệm cảm giác phấn khích đột ngột do Ekman phát hiện trong phòng thí nghiệm.

Tìm hiểu nguyên nhân và các dạng của hiện tượng nước chết, các nhà khoa học không biết cơ chế bắt tàu trong môi trường giam giữ sóng. Chỉ gần đây, các nhà vật lý, cơ học chất lưu và toán học từ Viện Khoa học Tự nhiên CNRS và Phòng thí nghiệm Toán học và Khoa học Ứng dụng của Đại học Poitiers lần đầu tiên mô tả hiện tượng bí ẩn này. Thông cáo báo chí về nghiên cứu này có trên trang web của CNRS.

Nhóm các nhà khoa học đã phân loại các sóng xảy ra khi các lớp chất lỏng có tỷ trọng khác nhau tiếp xúc với nhau, sau đó mô phỏng chuyển động của con tàu dọc theo các con sóng được mô tả một cách toán học. Các mô phỏng đã chỉ ra rằng hiệu ứng nước chết xảy ra khi sóng tạo thành một thứ giống như một băng chuyền. Trên "dải băng" này, con tàu hầu như không thể nhận thấy đang di chuyển về phía trước hoặc phía sau, trông giống như đang giảm tốc độ từ bên cạnh.

Thí nghiệm cũng chỉ ra rằng không có sự khác biệt cơ bản nào giữa các hiện tượng được Nansen quan sát năm 1983 và Ekman năm 1904. Ekman dao động tắt dần, và con tàu bắt đầu chuyển động chậm dần đều với tốc độ không đổi.

Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học ngay lập tức làm nảy sinh một giả thuyết mới về một trong những bí ẩn lâu đời nhất của nhân loại. Người ta vẫn chưa biết tại sao trong Trận chiến Actium (31 TCN), những con tàu hùng mạnh của Cleopatra lại bị giết khi va chạm với hạm đội yếu ớt của Octavian. Nếu chúng ta giả định rằng vịnh Aktia, nơi trận chiến diễn ra, chứa đầy nước chết, thì rõ ràng tại sao sức mạnh của những con tàu của Cleopatra lại không giúp được gì cho người cai trị. Ma sát tỷ lệ nghịch với tốc độ: bạn càng kéo trên bề mặt có lực cản thì lực cản càng tăng. Điều này có nghĩa là những con tàu yếu ớt của Octavian trong vùng nước chết có thể cơ động hơn và nhanh hơn cả hạm đội hùng mạnh của Nữ hoàng Ai Cập.