Τετάρτη, 4 Φεβρουαρίου 2015

Τελικά ο Νεύτωνας είχε δίκιο για τα δέντρα. Gravity-defying trees explained by Newton

O Ισαάκ Νεύτωνας το 1689, σε ηλικία 46 ετών, σε πορτρέτο του Godfrey Kneller. Godfrey Kneller's 1689 portrait of Isaac Newton aged 46. © GL Archive / Alamy.

Πώς καταφέρνουν τα δέντρα να αψηφούν τη δύναμη της βαρύτητας και να αντλούν νερό στα φύλλα τους σε ύψος ακόμα και δεκάδων μέτρων; Ο Νεύτωνας είχε φτάσει πολύ κοντά στην εξήγηση, αποκαλύπτει ένα ανέκδοτο σημείωμά του από τη δεκαετία του 1660.

Ο μεγάλος φυσικός, πατέρας της Κλασικής Μηχανικής, διατύπωσε την υπόθεση ότι το ηλιακό φως προκαλεί εξάτμιση του νερού από τους πόρους των φύλλων «και με τον τρόπο αυτό οι χυμοί ανεβαίνουν διαρκώς από τις ρίζες των δέντρων προς τα πάνω».

Ο Νεύτωνας μπορεί να μην γνώριζε τις λεπτομέρειες της φυσιολογίας των φυτών, ωστόσο η θεωρία του βρίσκεται πολύ κοντά στη σύγχρονη εξήγηση.

Αψηφώντας τη βαρύτητα, καταφέρνουν να αντλούν νερό στα φύλλα τους. Coastal redwoods, the tallest trees on Earth. This titan lives in Prairie Creek Redwoods State Park, California, USA and is probably over 1,500 years old. The photo is a mosaic composed of 84 images. Courtesy of Michael Nichols, National Geographic Creative.

Το λεγόμενο ξύλωμα, τα αγγεία των δέντρων που μεταφέρουν νερό, ουσιαστικά σχηματίζουν συνεχόμενες στήλες νερού που εκτείνονται από τις ρίζες μέχρι τα ψηλότερα φύλλα.

Παρά τη δύναμη της βαρύτητας, το νερό μπορεί να ανεβαίνει εύκολα μέσα στο ξύλωμα, καθώς τα αγγεία έχουν μικρή διάμετρο και δημιουργούν το λεγόμενο τριχοειδές φαινόμενο (αν για παράδειγμα βουτήξει κανείς στο νερό έναν πολύ λεπτό σωλήνα, ο σωλήνας θα γεμίσει αυτόματα λόγω της επιφανειακής τάσης του νερού και της ιδιότητάς του να κολλάει στα τοιχώματα).

Λόγω του τριχοειδούς φαινομένου, το νερό που εξατμίζεται από τους πόρους των φύλλων ουσιαστικά τραβάει ολόκληρη τη στήλη νερού προς τα πάνω -το υγρό γεμίζει αυτόματα τον κενό χώρο που αφήνει πίσω του το νερό που εξατμίζεται.

«Σε συνδυασμό με τις σύγχρονες γνώσεις μας για την υδροδυναμική των φυτών, οι εικασίες [του Νεύτωνα] δείχνουν πάνσοφες» γράφει ο Ντέιβιντ Μπίρλινγκ του Πανεπιστημίου του Σέφιλντ στη Βρετανία, παρουσιάζοντας τη μελέτη του για τον μεγάλο φυσικό στην επιθεώρηση «Nature Plants».

Οι σημειώσεις του Νεύτωνα για τα δέντρα. The diagram in the top left depicts evaporation of water from a shoot. Cropped image reproduced with permission from the Syndics of the Cambridge University Library.

H θεωρία του Νεύτωνα για τα δέντρα ανακαλύφθηκε σε ένα σημειωματάριο που χρησιμοποιούσε ο μεγάλος φυσικός στα φοιτητικά του χρόνια.

400-year-old tree: A pencil sketch of Newton's apple tree as it was in 1840.

Είναι κρίμα που δεν δημοσιεύτηκε, δεδομένου ότι η ικανότητα των δέντρων να ζουν ενάντια στη βαρύτητα παρέμεινε μυστήριο για τους επόμενους δύο αιώνες.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου