Автомобили зависят от смазочных материалов, которые не дают движущимся деталям превратиться в дорогую блестящую пыль. Всё упирается в вязкость — способность жидкости течь, не разрушаясь под нагрузкой. Масло должно работать при разных температурах, не становясь слишком жидким, чтобы выполнять свою главную задачу: снижать трение между поверхностями. И вот выяснилось: у вязкости есть верхний предел, который на много порядков превышает всё, что написано на канистрах с моторным маслом.
Что такое «абсолютный космический предел»?
Если говорить по-простому, верхняя граница вязкости практически бесконечна. Потому что, когда речь заходит об экстремальных значениях, мы покидаем привычный мир жидкостей и уходим в геологию — к породообразующим минералам, которые текут под поверхностью планеты при чудовищных температурах. Профессор Масаки Ёсида из японского Университета Рицумэйкан решил найти физический предел вязкости и опубликовал результаты в журнале Physics of Fluids. Масаки Ёсида, профессор Университета Рицумэйкан Профессор Ёсида получил значение 10³⁰±² паскаль-секунд (Па·с) — это мера динамической вязкости, показывающая, насколько материал способен течь под давлением. Чтобы понять масштаб: вода имеет вязкость примерно 10⁻³ Па·с, мёд — около 10¹ Па·с. Материал с такой вязкостью течёт настолько медленно, что любое заметное движение потребует времени, превышающего возраст Земли. На практике это твёрдое тело, поэтому раньше такие материи просто не рассматривали в гидродинамике.
Зачем это автомобилистам?
Я бы испугался двигателя, который способен нагреваться настолько, чтобы потребовать масла такой вязкости. В реальности динамическая вязкость моторных масел измеряется в миллипаскаль-секундах (мПа·с) — это одна тысячная Па·с. Для незимних классов вязкости значение делят на плотность масла — получают кинематическую вязкость. А число, которое вы видите на канистре, определяют, измеряя вязкость при нескольких температурах и выводя индекс.
Как нашли этот предел?
Чтобы добраться до «космического предела», исследование опиралось на десятилетия геодезических данных (измерения формы самой Земли), лабораторные эксперименты по деформации горных пород и симуляции геологических процессов, которые длятся под поверхностью миллионы лет. Материалы с наивысшей вязкостью — это не смазки, а строительные блоки горных пород, которые текут при движении тектонических плит.
А какой в этом смысл?
Для науки это закрывает вопрос: вместо «бесконечной вязкости», которую раньше использовали как условность в гидродинамических исследованиях, теперь есть конкретное число. Да, оно настолько велико, что не влияет на обычные исследования — именно поэтому учёные раньше и называли вязкость «бесконечной». В пресс-релизе университета также отмечают, что результаты могут пригодиться при изучении геологической активности — как прошлой, так и настоящей, а также высоковязких неньютоновских жидкостей, чья вязкость меняется под воздействием силы. Как кетчуп: тряхнёшь бутылку — он становится жиже. И ещё это отличное напоминание: те же принципы, что поддерживают жизнь вашего двигателя, поддерживают жизнь всей планеты.