Ahli matematik Skoltech telah membongkar rahsia pembentukan struktur semula jadi yang paling luar biasa - tiang, lengkungan dan elemen seni bina lain yang sering dijumpai di pergunungan, dan menerbitkan penemuan mereka dalam Laporan Ilmiah.
Kemunculan Bumi berubah hampir setiap saat kerana pergerakan benua, peredaran batu di kedalamannya dan pelbagai bentuk hakisan. "Pemahat" utama muka bumi ini bukan manusia, tetapi angin, sungai, hujan, glasier dan kekuatan dan fenomena lain. Selama beberapa abad yang lalu, para saintis telah menemui beberapa ratus bentuk muka bumi yang erosional, dalam pembentukan di mana berpuluh-puluh proses dan faktor yang berbeza terlibat.
Yang paling mencolok dan tidak biasa adalah lengkungan batu raksasa, jambatan, tiang dan struktur kompleks lain yang dapat dilihat di pergunungan, yang terbuat dari batu pasir dan batu lembut lain. Sejarah pembentukan mereka adalah salah satu misteri yang paling menarik bagi umat manusia, dan banyak orang yang jahil dengan serius menganggap bahawa mereka diukir oleh perwakilan peradaban kuno atau bahkan "tetamu" dari angkasa.
Tiga tahun yang lalu, ahli matematik dari Universiti Charles di Prague (Republik Czech) mendapati bahawa "pengukir" mereka adalah angin, dan bukan makhluk asing atau arkitek kuno. Mereka mendapati bahawa tiang dan lengkungan ini berpunca dari proses penyusunan diri biji-bijian pasir yang tidak biasa di dalam strata batu pasir yang terhakis oleh angin, yang menyebabkan mereka menempel erat satu sama lain ketika lengkungan atau lajur "dilahirkan".
Igor Ostanin, seorang penyelidik Skoltech, dan rakannya menjadi tertarik dengan penemuan rakan sekerja Czech ketika mereka menyedari bahawa fenomena yang mereka gambarkan sangat mirip dengan bagaimana jurutera dan arkitek yang paling "maju" hari ini mengoptimumkan bentuk dan struktur tiang, lengkungan dan struktur lain buatan manusia, di mana kekuatan tinggi dan berat badan rendah diperlukan.
Kami tidak dapat tidak memperhatikan bahawa kaedah serupa untuk mencari bentuk struktur yang optimum digunakan secara meluas dalam industri moden. Kaedah ini, pengoptimuman struktur evolusi, didasarkan pada penyingkiran bahan yang tidak berkesan secara beransur-ansur. Aspek yang paling mencolok dari kesamaan ini adalah bahawa kriteria matematik dengan mana bahan dikeluarkan semasa pengoptimuman hampir sama dengan kriteria yang berlaku dari fizik proses hakisan,”kata Igor Ostanin, seorang penyelidik di Skoltech.
Dengan berpandukan tekaan ini, Ostanin dan rakan-rakannya membuat satu set formula matematik yang menggambarkan proses hakisan angin, dan berusaha "membina" lengkungan menggunakannya dengan menggunakan model komputer dari formasi batu pasir.
Itu sangat sederhana - batu pasir, sebenarnya, terdiri dari banyak kubus yang hampir tidak berkaitan yang menekan tetangga dengan kekuatan tertentu. Sekiranya daya ini melebihi nilai tertentu, maka angin tidak dapat menggerakkan "kubus" ini dari tempatnya, dan sebaliknya ia akan hilang dari lapisan setelah jangka waktu tertentu.
Video promosi:
Mengeksperimen dengan model ini, saintis Rusia mengesahkan penemuan rakan sejawat mereka dari Czech dan mendedahkan beberapa prinsip fizikal yang menjelaskan bagaimana tiang dan lengkungan ini dilahirkan. Dalam bentuk yang paling umum, mereka dapat menunjukkan bahawa angin memainkan peranan sebagai "komputer" yang cuba membentuk lapisan batu pasir menjadi jumlah minimum tenaga ubah bentuk elastik, secara beransur-ansur dan secara tidak sengaja mengeluarkan unsur-unsur yang paling lemah dari struktur.
Pada mulanya, proses ini berlangsung dengan sangat cepat, tetapi setelah beberapa ratus tahun, ketika bentuk lajur atau lengkungan sudah menghampiri yang ideal, hakisan melambat dengan tajam, kerana hampir semua "kubus" mulai saling melekat dengan kuat. Berkat ini, lengkungan dan tiang gunung yang nyata dapat wujud selama berjuta-juta tahun dalam bentuk yang hampir utuh.
Kesimpulan seperti itu, seperti yang dicatat oleh Ostanin, penting bukan hanya untuk jurutera dan ahli geologi, tetapi juga bagi orang yang mencari jejak kehidupan di luar bumi. Sekarang, seperti yang ditekankan oleh ahli matematik Rusia, struktur seperti itu, yang, misalnya, dapat ditemui di Marikh, pada prinsipnya, tidak dapat dianggap sebagai jejak peradaban luar angkasa.
