Вода… Її можна називати як завгодно – від романтичного «джерело життя» до сухого і наукового «H2O»… Багатьом вода здається найбільш простою субстанцією, яку тільки можна собі уявити. Проте насправді вода – той самий джерело життя, найчастіше зустрічається на Землі в рідкому вигляді – є вкрай таємничим речовиною. Досить сказати, що вчені досі не можуть чітко обгрунтувати всі властивості води. Якщо ви сумніваєтеся в її таємничості, пропонуємо вашій увазі п’ять найбільш дивовижних фактів про властивості води.
1. Гаряча вода замерзає швидше, ніж холодна вода
Візьміть дві ємності з водою (можна невеликі). Наповніть одну гарячою водою, а іншу – холодної. Поставте їх у морозилку (тільки не зіпсуєте!). Гаряча вода замерзне швидше холодної. Почекайте, скажете ви! Це ж суперечить здоровому глузду! Хіба не повинна гаряча вода спочатку охолонути до температури холодної, а вже потім піддатися замерзання, в той час як холодній воді потрібно набагато менше часу для замерзання?
В 1963-му році танзанійський студент по імені Ераст Мпемба, експериментуючи на кулінарному терені, заморожував гаряче морозиво, коли раптом помітив, щогаряча суміш замерзла швидше, ніж звичайне підтануло морозиво. Коли він поцікавився у свого викладача про причини даного феномена, той висміяв студента, заявивши, що дане явище не має ніякого відношення до класичної фізики, а є частиною «фізики Мпемба».
На щастя, Мпемба був не з образливих. Він наполіг на проведенні експерименту, який, в кінцевому підсумку, підтвердив спостереження студента: при певних умовах гаряча вода дійсно замерзала швидше холодної води! Мпембо пощастило, так як він прославився, і з тих пір цей феномен стали називати ефектом Мпембы. Втім, дане явище було помічено ще такими видатними вченими, як Арістотель, Рене Декарт та деякими іншими.
Однак як же вчені пояснюють цей дивний феномен? Насправді, однозначної відповіді не може дати жоден професор, хоча існує декілька можливих пояснень цього явища. При цьому багато хто з пояснень досить складні, так як враховують такі складні процеси, як переохолодження, випаровування, утворення центрів кристалізації, конвекцію, а також ефект розчинених газів для гарячої і холодної води.
2. Сверхохлаждение і «миттєве» замерзання
Здавалося б, кожній дитині відомо, що для того, щоб вода перетворилася на лід, її необхідно охолодити до нуля градусів Цельсія. Проте в деяких випадках цього не відбувається! Наприклад, ви можете спробувати заморозити сверхочищенную воду, охолодивши її багато нижче нуля градусів (природно, при відповідному тиску!), однак вона навіть не подумає тверднути.
Вченим відомо досить багато про сверхохлаждении. Дане явище відбувається тоді, коли кристалам льоду для початку формування необхідна своєрідна точка освіти. Даною точкою може бути все, що завгодно, починаючи від бульбашки повітря і закінчуючи плаваючою порошинки у воді. Якщо нічого цього не спостерігається, вода буде продовжувати залишатися сверхохлажденной рідиною без перетворення в лід.
Однак якщо така відправна точка є (для цього достатньо струсити пляшку з сверхохлажденной водою, щоб виникли бульбашки), вода починає миттєво перетворюватися на лід. В Інтернеті зараз можна знайти незліченна кількість відеороликів, що демонструють нам саме таке явище. Примітно, що аналогічним чином і перегріта очищена вода «не бажає» перетворюватися в пару, навіть якщо її температура перевищує температуру кипіння води.
3. Склоподібна вода
Скажіть-но не роздумуючи довго: скільки агрегатних станів води ви знаєте? Якщо ви пригадаєте тільки три фази – рідина, газ та тверде стан – то ви помилилися. Насправді, існує, принаймні, п’ять різних фаз рідкої води і цілих 14 різних фаз (це ті, що вченим вдалося відкрити!) льоду.
Взяти хоча б той же ефект сверхохлаждения. Виявляється, як би ви не старалися, але навіть ідеально очищена вода негайно перетвориться в лід при температурі -38°C.Проте що відбудеться в тому випадку, якщо ми продовжимо опускати температуру води? Як тільки ви дійдете до позначки в -120°C, почне відбуватися щось дуже дивне: вода стане надзвичайно слизькою і густий, як патока. А при температурі -135°C вода перетвориться в так звану склоподібну воду, тобто, стане твердою, але не буде мати кристалічну структуру.
4. Кількісні характеристики води
На молекулярному рівні поведінку води ще більш таємниче! У 1995-му році експеримент по розсіюванню нейронів приніс вченим несподівані результати: фізики виявили, що коли нейрони націлені на молекули води, їм вдається «розрізнити» лише 25 відсотків протонів водню.
Іншими словами, не вдаючись у складні наукові пояснення, можна сказати, що в якусь частку секунди (точніше кажучи, 10-18 секунди) виникає загадковий кількісний ефект і хімічна формула води на цей час перестає бути H2O, а стає H1,5O!
5. Чи має вода пам’яттю?
Один з розділів гомеопатії – альтернативної медицини – заснований на тому, що розведені розчини речовин здатні надавати зцілювальний ефект. Причому, цей ефект спостерігається навіть тоді, коли коефіцієнт розведення настільки великий, що неможливо в розчині виявити жодної молекули розчиненої речовини, крім молекул самої води. Прихильники гомеопатії пояснюють цей парадокс тим, що існує таке поняття, як «пам’ять води». Мовляв, молекули води просто «запам’ятовують» інформацію про тих частинках речовини, яке було розчинено у воді.
Втім, дана заява позбавлена усякого здорового глузду для переважної більшості прихильників традиційної медицини. Не вірила в такі властивості води і якась Маделейн Енніс, фармаколог і професор Королівського університету в Белфасті, Північна Ірландія. Енніс, яка завжди була затятим критиком гомеопатії, навіть вирішила провести спеціальний експеримент, щоб довести, що ніякої пам’яті у води немає. Експеримент був проведений, однак результати його виявилися зовсім не ті, що очікувала професор Енніс.
У своєму недавньому звіті Енніс детально описала процес спостереження за тим, який ефект надає сверхрастворенный розчин гістаміну на лейкоцити, які борються з запальним процесом. Лейкоцити, які називають базофілами, вивільняють гістамін тоді, коли клітина піддається атаці. Однак гістамін не здатний вироблятися неодноразово. Дослідження, проведене в чотирьох різних лабораторіях, виявило, що гомеопатичні рідини (розчинені настільки, що в них неможливо виявити ні однієї молекули гістаміну) виконують функції гістаміну!
Швидше за все, Енніс не зраділа, коли отримала подібний результат, однак заперечувати сам факт ефекту пам’яті вона більше не могла. Так чому ж так сталося? Як відомо, гомеопати готують свої розчини, розводячи у них різні речовини (наприклад, деревне вугілля, беладону, отрута павука в етанолі і так далі) . Потім отриманий розчин знову і знову багаторазово розбавляють водою, поки не залишається лише своєрідний відбиток молекул розчиненої речовини на молекулах води. При цьому отримана рідина зберігає властивості ліки.
Насправді, скептицизм Енніс можна зрозуміти. Більше того: в деяких випробуваннях замість гомеопатичних засобів застосовували плацебо (в даному випадку звичайна питна вода) при лікуванні пацієнтів. На багатьох таке «лікування» діяло благотворно. Однак зовсім інша ситуація склалася при експерименті в Белфасті. Професор Енніс визнала, що офіційна наука не в змозі пояснити виявлений вченими феномен, а тому потрібні додаткові дослідження. Однак якщо даний феномен підтвердиться, слід переглянути всю фізику і хімію!
Відомо, що учені поки не змогли повторити експеримент Енніс. У той же час, сама Енніс не готова визнати наявність пам’яті у води, а лише підтверджує факт спостереження незвичайного ефекту. Проте зовсім нещодавно група вчених з Торонтонського університету, Канада, досліджувала динамічні властивості води, використовуючи так звану многоразмерную нелінійну інфрачервону спектроскопію. Як виявилося, молекули води дійсно продемонстрували те, що можна назвати пам’яттю. Однак, до нещастя для гомеопатів, тривав даний ефект всього 5 на 10-14 секунди! Містика, та й годі…