физика :: наука / прикольные картинки, мемы, смешные комиксы, гифки - интересные посты на SafeReactor / новые посты

Древнегреческий "лазер" Архимеда.

Деталь фрески Джулио Париджи 1599—1600 годов, на которой Архимед с помощью зеркала поджигает корабль. (Галерея Уффици, Флоренция, Италия).

,интересное,интересные факты, картинки и истории,История,физика,наука,Реактор познавательный

По одной из легенд, впервые описанной у Диодора Сицилийского и Лукиана из Самосаты, Архимед воспользовался одним из своих изобретений и сжёг римский флот во время осады Сиракуз в ходе Второй Пунической войны. Устройство, иногда называемое «огненным лучом Архимеда», использовалось для фокусировки солнечного света на кораблях, вызывая их возгорание.

Якобы, Архимед установил большое зеркало, в которое направил лучи из других зеркал поменьше. Отражённый луч смог поджечь и уничтожить римские корабли. Также высказывалось предположение, что много хорошо отполированных бронзовых или медных щитов, выступающих в качестве зеркал, могли быть использованы для фокусировки солнечного света на кораблях.

Рене Декарт и Иоганн Кеплер отвергали возможность поджога при помощи солнечного луча на большом расстоянии.

$'S PE C VL I VSTORIf — uera ac primigenia - "___it forma - -—3—- ELLIPSIS---— -, ^[tl JiulSöL alterum fccorwn occupons, aim. cxcrciL- coniburcndi ntl rchijuum r mba>U7itÿsimaw .jxr^s urtij . ÍRAB OLA \ivaraEdiiuLitma7i CIRCVLVvS radii reflexi dkcrsâ Je oiwmus XXX,интересное,интересные факты$

Выше - опыт Кирхера, имитирующий сожжение Архимедом флота Марцелла. Из книги «Ars magna lucis et umbrae», 1646.

Эксперименты с тепловым лучом проводили и в Новейшее время. Так, греческому учёному Иоаннису Саккасу в 1973 году удалось поджечь фанерную модель римского корабля, обработанную смолой, с расстояния 50 м, используя 70 медных зеркал.

«Эксперимент проходил на военно-морской базе Скарамагас недалеко от Афин. В этом случае было использовано 70 зеркал, каждое с медным покрытием, размером около 5 на 3 фута (1,52 м × 0,91 м). Зеркала были направлены на фанерный макет римского военного корабля на расстоянии около 160 футов (49 м). Когда зеркала были точно сфокусированы, корабль загорелся в течение нескольких секунд. Корабль из фанеры был покрыт смолой , которая могла способствовать возгоранию. Покрытие смолой было обычным делом на кораблях в классическую эпоху.»

Ниже - греческая актриса Ино Менегаки выступает в качестве верховной жрицы в Храме Геры в Олимпии во время церемонии зажжения Олимпийского огня на летних юношеских Олимпийских играх 2010 года. Олимпийский огонь зажигается лучами солнца, сфокусированными параболическим зеркалом.

Ученые: кинжал Тутанхамона сделан из метеоритного железа! Почему это важно?

,интересное,интересные факты, картинки и истории,История,физика,наука,Древний Египет,Реактор познавательный,длиннопост

"Ученые изучили один из кинжалов, найденных на мумии Тутанхамона, и подтвердили давно бытовавшее мнение, что кинжал фараона сделан из металла внеземного происхождения, а именно – из метеоритного железа. Сенсация? Не совсем. Железный кинжал в гробнице бронзового века – лишь часть более масштабной и весьма увлекательной истории о роли современных технологий в "возрождении исторической науки".

Тутанхамон жил, правил и умер в XIV веке до нашей эры, когда все прогрессивное человечество довольствовалось бронзой, а до распространения железа в Египте оставалось еще несколько столетий. В 1922 году археолог Говард Картер обнаружил гробницу юного фараона, снизу доверху заполненную сокровищами. Публику больше всего поразило невероятное количество золота, но ученых уже тогда крайне заинтересовали найденные в гробнице предметы из другого металла, более редкого и ценного: железа.

В гробнице нашли 16 миниатюрных железных лезвий, небольшой железный подголовник, браслет с железным амулетом "око Гора", а на теле фараона, под погребальными бинтами, обнаружились два кинжала: один с золотым клинком, второй – с железным.

Железный кинжал (ныне в коллекции Египетского музея в Каире) еще в 1925 году описал Говард Картер: "богато украшенный золотой кинжал с хрустальным навершием". Металл, из которого сделано лезвие, Картер не указал – хотя подозревал, что это железо, причем именно метеоритное.

В археологии принято считать, что все ранние железные артефакты изготовлены из метеоритного железа — создавать устойчивые сплавы из земного железа до начала железного века люди просто не умели. До недавнего времени не существовало неинвазивных (неразрушительных) технологий для определения элементного состава древних железных артефактов, так что "метеоритная теория" основывалась на логике эволюции металлургических процессов.

В 1970-м и в 1994 годах ученые уже пытались выяснить, из чего сделано лезвие загадочного кинжала, но исследования дали сомнительные и противоречивые результаты. Главная заслуга современных исследователей в том, что они положили конец многолетним спорам и сомнениям.

Египетско-итальянская группа ученых под руководством Даниэлы Комелли (Daniela Comelli), физика из Миланского технического университета, провела анализ клинка с помощью современного прибора: рентгенофлуоресцентного спектрометра. Прибор, что немаловажно, переносной: не кинжал вывезли из музея для исследования, а прибор привезли к кинжалу.

Свои выводы ученые опубликовали не в археологическом вестнике, а в научном журнале, посвященном планетам и метеоритам: Meteoritics and Planetary Science.

Научная статья содержит подробное описание кинжала фараона: "Искусно выкованный клинок из однородного металла, не тронутого коррозией, дополнен богато украшенной золотой рукоятью с навершием из горного хрусталя, а также золотыми ножнами с цветочным узором в виде лилий с одной стороны и узором из стилизованных перьев и головой шакала с другой".

Внимание ученых привлекли два факта: отсутствие коррозии (ржавчины) на клинке и мастерство древнего кузнеца, очевидно обладавшего навыками работы с крайне редким в ту эпоху металлом.

Данные рентгенофлуоресцентного анализа подтверждают метеоритное происхождение железа, что и объясняет отсутствие коррозии. "Метеоритное железо четко определяется по высокому содержанию никеля", — говорит руководитель исследования Даниэла Комелли.

Действительно, железные метеориты состоят в основном из железа и никеля, с небольшими примесями кобальта, фосфора, серы и углерода. В артефактах, произведенных из железной руды земного происхождения, содержание никеля обычно не превышает 4%, тогда как железное лезвие кинжала Тутанхамона содержит почти 11% никеля. Еще одно подтверждение внеземного происхождения металла – присутствие в железном сплаве кобальта (0,6%).

Сведения о химическом составе метеоритов давно не новость, но для определения этого состава обычно применяются методы, не слишком подходящие для исследования редчайших произведений древнего искусства – такие как инструментальный нейтронно-активационный анализ или масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой. Ученые под руководством Даниэлы Комелли применили не только подходящий неинвазивный метод, но и удобный, с учетом ценности объекта исследования, переносной прибор.

Физики на этом не остановились и решили выяснить, где именно древние египтяне нашли этот метеорит. "Мы изучили характеристики всех метеоритов, найденных в радиусе 2000 км от Красного моря, из них выделили 20 железных. Из двух десятков только один, метеорит Харга [названный так по ближайшему к месту находки оазису – прим. ред.], имеет то же процентное содержание никеля и кобальта, что и железо кинжала Тутанхамона", — рассказала Даниэла Комелли в интервью Discovery News.

Фрагмент этого метеорита был найден в 2000 году на плато возле портового горда Мерса Матрух, в 240 км к западу от Александрии.

Интересно, что в гробнице Тутанхамона был обнаружен еще один предмет "небесного" происхождения – не металл, а стекло. Крылатый скарабей на одном из многочисленных амулетов вырезан не из зеленовато-желтого халцедона, как считал Картер, а из редчайшего метеоритного стекла, которое еще называют ливийским.

Ливийское стекло образуется в результате ударного воздействия метеорита или кометы на песок, и называется так по единственному месту на планете, где его можно найти: в Ливийской (Западной) пустыне Египта. Прежде чем кусок небесного стекла превратился в скарабея для фараона, кто-то нашел и пронес его через пустыню, преодолев расстояние не менее 800 км…

В своем исследовании ученые не могли не упомянуть древнейшие артефакты из метеоритного железа, найденные на территории Египта. Девять железных бусин были обнаружены в захоронении так называемой герзейской культуры (около 3200 года до нашей эры) на западном берегу Нила, возле современного города Аль-Гирза. Металл, упавший с неба, древний мастер раскатал в тонкие пластинки и затем скрутил в бусинки, оставив отверстие для нанизывания.

Поскольку в исследовании кинжала Тутанхамона принимали участие не только физики, но и историки, научная статья в журнале Meteoritics and Planetary Science содержит (помимо труднопроизносимых названий технических процедур) несколько любопытных исторических предположений.

Например, историки сделали вывод о чрезвычайной символической и сакральной ценности "небесного металла" для древних египтян – куски железа, падающие с неба, не могли расцениваться иначе как послания богов. Это представляется вполне очевидным, но интересно другое: сам термин "железо" в древних месопотамских, хеттских и египетских текстах всегда упоминается в связи с небом, а один из древнеегипетских иероглифов, значение которого буквально переводится как "небесное железо", с XIII века до нашей эры начинает употребляться для обозначения всех видов обычного, земного железа. Примерно в это время в Карнаке появляются записи о явлении, очень напоминающем падение метеорита.

Говоря о кинжале Тутанхамона, Даниэла Комелли привлекает особое внимание к высокому качеству обработки железного лезвия. "Основная сложность работы с железом — высокая температура его плавления, 1538 °C. Кузнецы древности не могли нагреть руду в достаточной степени, чтобы получить металл и, соответственно, не могли выковать из железа ни орудия, ни оружие", пишут авторы исследования. Тем не менее лезвие кинжала Тутанхамона было именно выковано. Выходит, уже в XIV веке до н.э. кузнецы обладали необходимыми навыками для работы с железом, что противоречит современным представлениям о металлургических знаниях древних египтян.

Расположение железного кинжала на теле Тутанхамона. Фото из научной статьи Comelli et al. в журнале Meteoritics & Planetary Science

В статье также приводятся фрагменты дипломатической переписки XIV века до нашей эры (так называемый Амарнский архив), в частности, запись о том, что Тушратта, царь Митанни, отправил драгоценные железные предметы в дар фараону Аменхотепу III (деду Тутанхамона). В списке царских даров присутствуют кинжалы с железными лезвиями и позолоченный железный браслет.

Авторы исследования напоминают, что металлообработка была настолько важна для человечества, что историки даже поделили древность на условные "металлические" периоды – медный, бронзовый и железный века. С одной стороны, все согласны, что временные границы этих периодов довольно размыты, переход от бронзы к железу происходил в разное время в зависимости от региона. С другой – уже давно ведутся ожесточенные споры о том, когда именно в истории человечества начался железный век.

Сейчас условным началом железного века считается 1200 год до нашей эры (именно так записано в Википедии, основном источнике современных знаний). Авторы исследования в этом вопросе "поддерживают Википедию": согласно археологическим данным, на востоке Средиземноморья железо получило широкое распространение в конце II тысячелетия до нашей эры. Но историки "старой школы" с этим утверждением категорически не согласны, перенося начало железного века на три-четыре столетия позже.

Во всяком случае, именно такая парадоксальная ситуация сложилась в Египте: несмотря на наличие значительных запасов железной руды в этом регионе, обитатели долины Нила начали использовать железо в быту гораздо позже, чем жители соседних государств – самые ранние свидетельства выплавки железа в Египте относятся лишь к первому тысячелетию до нашей эры.

Единственный способ пересмотреть и аргументировать "новые" временные границы эпох – исследовать древние железные артефакты с помощью современных технологий.

В заключительной части научной статьи исследователи прямо заявляют: "В дальнейшем только неинвазивный анализ древних железных артефактов из коллекций музеев мира, а также других предметов из железа, найденных в гробнице Тутанхамона, сможет предоставить данные, необходимые для лучшего понимания места метеоритного железа в древних культурах и эволюции процессов металлообработки в средиземноморском регионе".

Казалось бы, все просто – в наши дни для этого есть и технологии, и инструменты. Однако, сетуют ученые, "исследовательскую работу тормозят сложности, связанные с получением разрешения на анализ редких и ценных артефактов, вне зависимости от методологии исследования – инвазивна она или нет, для музеев значения не имеет".