Безумный день, или Гибель титанов

14 апреля 1282 года до нашей эры от рева труб и криков воинов пали стены древнего Иерихона.

Эта библейская легенда на протяжении веков леденит сердца верующих и будоражит умы исследователей. Оставим назидательный аспект этой истории теологам и попробуем взглянуть на нее с точки зрения физики.

Если известный из школьного учебника петербургский мост рухнул от топота идущих по нему солдат, то почему бы не рухнуть стене? Ведь в основе обоих прискорбных событий лежит явление резонанса, разъяснять суть которого читателям «Технической газеты» нет надобности.

Физики уточняют: скорее всего, осаждающие не кричали, а… пели.  Звуковые колебания попали в резонанс с городскими стенами, и те рухнули. Подтверждение тому — история, как Федор Шаляпин, исполняя по просьбе гостей арию, разбил своим басом все хрустальные фужеры.

Пожалуй, дальше всех в исследованиях этого явления пошел профессор Марк Перельман («Иисус Навин и взятие Иерихона: взгляд физика»). Дело вовсе не в силе голоса, утверждает он, а в абсолютном слухе, и приводит пример, как подбирали дьяконов в российских церквах. Претендент должен был так возгласить «долголетие», чтобы стеклянный стакан в его руках рассыпался. То есть будущий дьякон должен был точно уловить ту частоту звучания своего голоса, при которой стакан начинал вибрировать в его руках.

Разобраться в том, что произошло в Иерихоне 3290 лет назад, Перельману помог подстрочный перевод древнего текста Иисуса Навина. В привычном для нас синодальном переводе читаем: «…разрушилась стена до основания», а в близком к оригиналу современном переводе — «распалась стена на месте своем». Чувствуете разницу? 

«Крепостная стена должна была быть столь неоднородной, во всяком случае, в то время, что у нее просто не могло существовать единичной резонансной частоты, — рассуждает ученый. — А вот створки металлических ворот, могущие поворачиваться вокруг какой-то оси и выполненные в форме простых прямоугольников, такие частоты вполне могли бы иметь. И при сильных резонансных колебаниях они должны были бы расшатать свои крепления, обрушиться сами или разрушить стены башен».

Но при чем же здесь абсолютный слух, Шаляпин и русские дьяконы? «Попробуем предположить, — продолжает автор, — что кто-то из солдат осаждающей армии, обладающий абсолютным слухом, мог заметить, что закрытые ворота крепости начинают несколько дребезжать при определенных звуках рога (напомним, что каждый рог издает одну и только одну частоту). Он или кто-то другой мог попробовать усилить такое дрожание, сильнее дуя в рог или собрав несколько одинаковых рогов».

Так, значит, рухнули не стены, а ворота! Вот почему «вступил народ в город, каждый со своей стороны», — читаем в том же современном переводе.

В заключение — информация к размышлению на ту же «резонансную» тему. В начале 30-х годов ХХ века шведский авиаинженер Хенри Кьельсон в Тибете наблюдал, как тибетские монахи доставляли камни для строительства храма. Площадка находилась на расстоянии 100 метров от отвесной скалы высотой 400 метров, на вершине которой возводился храм.

9 музыкантов, а за ними 200 монахов расположились по радиальным линиям, а в центре этого построения в яме лежал огромный валун. У музыкантов было 13 больших барабанов, обращенных звучащей поверхностью к яме с камнем. Между барабанами размещались в разных местах шесть больших металлических труб, тоже обращенных раструбами к яме. В каждую трубу по очереди дули два музыканта. По специальной команде весь этот оркестр начинал громко играть, а хор монахов подпевал в унисон. Через четыре минуты, когда звук достигал своего максимума, валун в яме начинал раскачиваться и вдруг… воспарял по параболе прямо на вершину 400-метровой скалы!

Что ж, стучать в барабаны и петь приятнее, чем таскать на себе валуны…

14 апреля 1912 года новой эры незадолго до полуночи потерпел крушение  суперлайнер «Титаник».

О трагедии, унесшей 1513 тысяч жизней, свидетельствуют солидные научные труды и повествуют душещипательные романы, 17 художественных фильмов и 2 телесериала, мюзикл и опера-реквием — вряд ли такая короткая публикация сможет что-либо добавить в эту историю. Разве что прольет свет на некоторые технические причины катастрофы гордости британского флота.

Расследование причин гибели судна, считавшегося непотопляемым, началось сразу же после его крушения. Тогда на первый план выдвинули пресловутый «человеческий фактор»: бесшабашность капитана, который вел судно сквозь ледяное крошево на слишком высокой скорости и не вовремя подал сигнал тревоги; головотяпство дневальных, не сумевших открыть ящик с биноклями, ключ от которого почему-то оказался в кармане у оставшегося на берегу офицера; непрофессионализм помощника капитана, подставившего под удар правый бок судна; недостаток шлюпок и отсутствие плана эвакуации, что вызвало губительную панику. Тогда же отметили и конструктивные недочеты судна: корпус лайнера был разделен всего на 16 водонепроницаемых отсеков,  стенки которых доходили лишь до ватерлинии, а сверху «герметичные» отсеки были полностью открыты. Не обошлось и без мистики. Так, в случившемся обвинили мумию египетской прорицательницы, которую с огромными предосторожностями перевозили на корабле, а также малоизвестного английского писателя М. Робертсона, за 14 лет до трагедии смоделировавшего ее с точностью до мелочей в романе «Тщетность».

Новый импульс к исследованиям был дан после 1984 года, когда обнаружили затонувший гигант на глубине 4000 метров. Вот тогда-то ученые и инженеры смогли сделать более определенные выводы. Одной из причин катастрофы американский эксперт по металлу Тим Фёке, исследовавший поднятые со дна океана фрагменты обшивки, назвал слишком слабые заклепки в корпусе. Применявшееся тогда железо оказалось не таким прочным, как полагали конструкторы. Если бы строители использовали вместо него сталь, лайнер пошел бы ко дну не так быстро. Это подтвердил эксперимент, в ходе которого были воссозданы материалы, типичные для судостроения той эпохи.

О низком качестве материалов «рассказал» и кусок корабельной обшивки, найденный канадской экспедицией Бласко. Края обнаруженного диска оказались сплошь в острых зазубринах, так что металлический предмет скорее напоминал осколок фарфоровой тарелки. Но, как известно любому металлургу, высококачественная корабельная сталь в месте излома имеет гладкие и ровные края. В лаборатории находку подвергли так называемому тесту Шарпа, определяющему хрупкость стали. Современная сталь, взятая для сравнения, выдержала проверку с честью: в результате удара металлическая пластина лишь согнулась в виде буквы «V». А вот фрагмент «Титаника» был разбит на две части. Возможно, он стал таким хрупким, пролежав 82 года на дне Атлантики? Канадским исследователям удалось достать образец 80-летней стали с белфастской судоверфи, где в свое время строился «Титаник». Тест Шарпа он перенес не лучше своего затонувшего собрата. Сталь, использованная для обшивки корпуса «Титаника», была низкокачественной; с большой примесью серы, что делало ее очень ломкой. По мнению канадских ученых, это обстоятельство и сыграло роковую роль в ночь на 15 апреля 1912 года.