От средневековья до наших дней. Самые длительные эксперименты в истории человечества

Живучесть сорняков

На протяжении веков ученые проводили разные исследования, в рамках которых пытались понять, как долго сорняки могут "прятаться" в почве. Один из них длится до сих пор.

В 1879 году ботаник Уильям Джеймс Бил наполнил 20 бутылок из-под виски семенами 21 вида сорняков и влажным песком, а затем закопал их горлышком вниз, чтобы в них не попадала вода.

Он планировал откапывать по одной бутылке каждые пять лет и проверять, какие семена выжили. Однако в 1919 году произошли ранние осенние заморозки и простой лопатой откопать бутылку было невозможно. Поэтому ученые решили подождать до 1920 года и только тогда вырыли восьмую бутылку.

Впоследствии исследователи решили увеличить интервал между откапыванием последующих бутылок до 10 лет.

В 1990 году ученые, унаследовавшие контроль над экспериментом, не стали откапывать очередную (15-ю) бутылку, а снова увеличили интервал - теперь уже до 20 лет.

15-я бутылка была выкопана в 2000 году, а еще одна - в 2021 году. Следовательно, если интервалы между выкапыванием снова не увеличатся, последняя бутылка может быть извлечена из почвы в 2100 году.

Дэвид Лоури из Университета штата Мичиган держит бутылку с семенами, выкопанную 15 апреля 2021 года (фото: Derrick L. Turner, Michigan State University)

Некоторые семена из последней выкопанной бутылки "выжили" и проросли.

Семена из бутылки разложили в специальном лотке в лаборатории (фото: Derrick L. Turner, Michigan State University)

Проросшие семена оказались видом цветковых растений под названием "коровяк тараканий" - Verbascum blattaria (фото: Derrick L. Turner, Michigan State University)

Следует отметить, что теперь цель эксперимента несколько изменилась - ученые хотят узнать, в чем секрет жизнеспособности ДНК самых устойчивых семян.

 

Текучесть пека

Пек - остаток черного цвета от перегонки древесного, торфяного, сланцевого или каменноугольного дегтя (или смолы). Образуется также в результате пиролиза (распада органических соединений) нефти.

В настоящее время его применяют для изготовления кровельного толя, рубероида, лака, электродов, а также при грануляции и брикетировании угля.

Долгосрочный эксперимент с капающим пеком - измеряет скорость движения куска пека на протяжении многих лет.

Его начал в 1927 году профессор Томас Парнелл из университета Квинсленда в Брисбене (Австралия), чтобы продемонстрировать ученикам, что некоторые твердые соединения, на самом деле - жидкости очень высокой вязкости.

Исследователь налил нагретый образец пека в запаянную воронку и оставил его там на три года. В 1930 году уплотнение на горлышке воронки уменьшили, что позволило пеку начать течь. Большие капли формировались и падали с периодичностью раз в десятилетие.

Скриншот (youtube.com)

Восьмая капля упала 28 ноября 2000 года, что позволило экспериментаторам подсчитать, что пек имеет вязкость примерно в 230 миллиардов раз больше воды.

Девятая капля упала в апреле 2014 года.

Этот лабораторный эксперимент был зафиксирован в Книге рекордов Гиннесса как самый длительный, проходящий "в непрерывном режиме".

Ожидается, что если количество пека в воронке будет достаточным, эксперимент продлится еще не менее ста лет.

 

Оксфордский "вечный" звонок

Экспериментальный электрический звонок был создан в 1840 году и работает по сей день почти непрерывно (за исключением случайных коротких перерывов во время повышенной влажности воздуха).

Его изготовили в мастерской Воткина и Хилла и продали профессору физики Роберту Уокеру.

Уникальный звонок находится сейчас в одном из коридоров Оксфордского университета (в Англии), но звонит негромко, поскольку расположен в витрине за двумя слоями стекла.

В своей работе устройство использует электростатические силы: металлическая сфера диаметром около 4 мм колеблется между двумя металлическими колоколами с частотой 2 Гц. Каждый колокол подключен к своему электроду батареи.

Когда сфера дотрагивается к одному колоколу, она заряжается, отталкивается от него и дотрагивается ко второму колоколу, где получает заряд противоположного знака.

Скриншот (youtube.com)

Передаваемый при этом электрический заряд определяется электрической емкостью сферы. Такая конструкция приводит к крайне малому потреблению тока от двух последовательно соединенных вольтовых столбов, залитых для герметичности серой (эту конструкцию еще называют "сухим" аккумулятором). Как именно он устроен никто точно не знает по сей день.

Ученые отмечают, что этот электрический звонок не демонстрирует вечное движение, как может показаться на первый взгляд. Продолжительность работы зависит от емкости элементов питания. Кроме того, он может прекратить работу в результате износа элементов.

 

Часы Беверли

В фойе Университета Отаго в Данидине (Новая Зеландия) стоят механические часы, которые "работают" там с конца XIX века.

Скриншот (youtube.com)

Уникальность механизма часов заключается в том, что его не заводили с момента, когда прибор собрал Артур Беверли в 1864 году.

Скриншот (youtube.com)

Ученые утверждают, что часы приводятся в движение атмосферным давлением
и ежедневными колебаниями температуры

Скриншот (youtube.com)

На протяжении веков механизм часов останавливался лишь несколько раз - когда физический факультет университета переезжал в другое помещение и когда часы нуждались в чистке из-за механического повреждения.

 

Наблюдения за природными явлениями и объектами

Начавшийся около 1611 года Галилео Галилеем эксперимент состоит в систематическом (телескопическом) наблюдении за Солнцем и его пятнами. Исследования, связанные с солнечной активностью и влиянием светила на Землю, продолжаются и сегодня.

Сегодня Солнце исследуют, в частности, специалисты NASA (фото: NASA / SDO)

В XVIII веке английский физик и химик Генри Кавендиш провел первый эксперимент, в пределах которого была измерена сила гравитации между массами в лабораторных условиях. Используя специальную весовую систему, Кавендиш измерил силу притяжения между двумя массами и Землей, начав фактически, определение массы Земли (ее среднюю плотность). Это было первое точное вычисление таких геофизических постоянных. Современные ученые продолжают исследовать данные о Земле и природе гравитации.

Картографирование земного тяготения. Теплые цвета (красный, оранжевый, желтый) представляют области с сильной гравитацией. Холодные цвета (зеленый, синий) - со слабой (фото: svs.gsfc.nasa.gov / Adam Martin (UMBC)

С 1841 года сотрудники специальной обсерватории наблюдают за "спящим гигантом", получая большое количество данных о сейсмической активности Везувия. Это может помочь предугадать новые извержения. Ранее их станция была размещена прямо на одном из склонов вулкана, однако с 1970 года исследователи переехали в Неаполь. Теперь ученые наблюдают сразу за несколькими вулканами и пытаются понять, когда они начнут извергаться снова.

Везувий - таинственный и опасный (фото: pixabay.com)

Астрономическая обсерватория на горе Вильсон в США расположена на высоте 1 742 метра. Задуманная и финансируемая Джорджем Эллери Гейлом в 1904 году она была открыта 8 декабря 1908 года. Относительно спокойный воздух в этом месте сделал ее идеальным местом для продолжающихся до сих пор астрономических наблюдений.

Обсерватория и ее территория открыты для посещения (фото: mtwilson.edu / Elisa Webster)

В начале XIX века началась история научных открытий об изменении климата. Тогда ученые приступили к исследованию ледниковых эр и других естественных изменений климата Земли и впервые обнаружили естественный парниковый эффект. В конце XIX века ученые впервые начали утверждать, что выбросы парниковых газов могут изменить климат. Климатические исследования проводятся в разных точках планеты и продолжаются до сих пор.

Карта глобальных температурных аномалий в июле 2023 года (фото: nasa.gov / NASA's Goddard Institute for Space Studies)