В мире есть научный опыт, который длится дольше, чем жизнь большинства людей. Он начался в 1927 году в австралийском Брисбене и продолжается до сих пор, попав в Книгу рекордов Гиннесса как самый длительный лабораторный эксперимент. Его цель проста — доказать, что битум (пек) — это не твёрдое тело, а сверхвязкая жидкость. И хотя за это время упало уже девять капель, ни один исследователь так и не застал момент их падения. В чём же секрет этого почти столетнего ожидания?
Суть опыта: битум, который течёт, как медленная река
В 1927 году профессор Томас Парнелл из Квинслендского университета поместил кусок, казалось бы, твёрдой смолы в стеклянную воронку. Пек — другое название битума или асфальта. При комнатной температуре это вещество кажется абсолютно твёрдым: если ударить по нему молотком, оно расколется, как стекло. Но стоит его нагреть — и оно становится текучим.
Парнелл залил нагретый образец пека в запечатанную стеклянную воронку и дал ему остыть и осесть в течение трёх лет. В 1930 году горлышко воронки распечатали, что позволило пеку начать течь. Первая капля упала лишь в конце 1938 года — через восемь лет после начала наблюдения.
Идея Парнелла была не столько научным прорывом, сколько педагогическим приёмом. Он хотел, чтобы студенты поняли: граница между «твёрдым» и «жидким» — не всегда очевидна. Некоторые вещества просто текут настолько медленно, что мы не замечаем их движения на протяжении всей жизни.
Вязкость, которая бьёт рекорды
Чтобы понять масштаб происходящего, нужно разобраться с понятием вязкости — это мера того, насколько сильно жидкость сопротивляется течению. Вода течёт легко. Мёд сопротивляется куда сильнее. А пек сопротивляется так яростно, что одна капля может формироваться больше десяти лет.
Восьмая капля упала 28 ноября 2000 года, и это позволило экспериментаторам рассчитать, что вязкость пека примерно в 230 миллиардов раз превышает вязкость воды. Для сравнения: мёд всего в 2 000–10 000 раз более вязкий, чем вода. То есть пек «гуще» мёда примерно в 20–100 миллионов раз. Именно поэтому капли падают так редко.
За время эксперимента капли падали в 1947, 1954, 1962, 1970, 1979, 1988, 2000 и 2014 годах. Интервалы между каплями постепенно увеличиваются. Так, после седьмой капли в июле 1988 года до восьмой прошло 12,3 года, а до девятой — 13,4 года. Это связано с тем, что в здании установили кондиционеры, понизившие температуру и, соответственно, увеличившие вязкость пека. Изменения всего лишь на несколько градусов сильно замедляют процесс.
Проклятие невидимых капель: как учёные раз за разом «промахивались»
Самая абсурдная и увлекательная часть этой истории — невероятное невезение исследователей, пытавшихся стать свидетелями события.
1979 год: Джон Мэйнстон, второй хранитель эксперимента, провёл все выходные, неотрывно глядя на воронку. Капля упала, когда он на пять минут вышел попить чаю.
1988 год: история повторилась. Мэйнстон вновь отлучился на чайную паузу — и капля сорвалась.
2000 год: учёный, наученный горьким опытом, установил веб-камеру. Но в Брисбене случился шторм, и на 20 минут отключили электричество. Капля упала именно в этот момент.
2014 год: эксперимент впервые транслировали онлайн в прямом эфире для всего мира. Но когда куратор Эндрю Уайт попытался заменить переполненный стакан, он неловко задел установку, и капля отломилась и упала, пока он заслонял её от камеры своим телом.
Эта череда комичных неудач принесла эксперименту своеобразную славу. В 2005 году Джон Мэйнстон и посмертно Томас Парнелл получили Шнобелевскую премию по физике — пародию на Нобелевскую, которой награждают за исследования, «заставляющие сначала посмеяться, а потом задуматься».
Ирландские конкуренты и неожиданный триумф
Удивительно, но эксперимент с падающими каплями битума — не единственный в своём роде. Параллельно, с 1944 года, аналогичный опыт проводился в дублинском Тринити-колледже. Его начал неизвестный физик (считается, что это был нобелевский лауреат Эрнест Уолтон), решивший на практике измерить вязкость битума.
В 2013 году ирландским учёным удалось то, что не получалось у австралийцев почти 90 лет. Профессор Шейн Берджин, заметив, что капля готова оторваться, установил веб-камеру и впервые в истории запечатлел момент падения капли битума на видео. Джон Мэйнстон, наблюдавший за воронкой в Квинсленде, признался, что уже раз сто пересмотрел видео ирландских коллег.
Научное значение: что мы узнали за 99 лет
За почти сто лет эксперимент дал науке не только зрелищные (хоть и неуловимые) моменты. Он позволил точно измерить вязкость битума — величину, которая оказалась феноменальной. Он наглядно продемонстрировал, что многие вещества, которые мы привыкли считать твёрдыми, на самом деле являются сверхвязкими жидкостями. Это меняет само представление о границах между агрегатными состояниями.
Кроме того, эксперимент показал, как даже незначительные изменения внешних условий — например, установка кондиционера — могут радикально повлиять на ход процесса. То, что началось как простая лекционная демонстрация, превратилось в многолетнее исследование факторов, влияющих на вязкость.
Что дальше: сто лет и ещё сто
Следующую, десятую каплю ожидают к 100-летию опыта в 2027 году. С установкой кондиционеров интервал между каплями увеличился с 8–9 до 12–14 лет. Пека в воронке хватит как минимум ещё на сто лет.
Эксперимент Парнелла признан в Книге рекордов Гиннесса как самый долгий лабораторный опыт. И хотя за ним сегодня можно наблюдать в прямом эфире через веб-камеру, его главная загадка остаётся неразгаданной: увидит ли кто-нибудь собственными глазами момент падения следующей капли?
Возможно, это и есть главный урок самого долгого эксперимента в истории. Иногда наука — это не про мгновенные открытия, а про терпение. Про умение ждать десятилетиями. Про готовность признать, что природа не обязана подчиняться нашему графику. И про то, что даже в самом скучном, на первый взгляд, куске смолы может скрываться движение — просто слишком медленное для нашего восприятия.
Как сказал один из хранителей эксперимента, «этот опыт учит нас смирению перед временем». И, судя по всему, учить он будет ещё очень долго.
