Стекло-хамелеон, вечное железо и греческий огонь: какие древние технологии пытаются разгадать учёные
Учёные из Шеффилдского университета смогли воссоздать технологию изготовления древнеримского стекла. Оно меняет цвет в зависимости от освещения. Об этом сообщила газета The Guardian.
Такими оптическими свойствами обладает кубок Ликурга — стеклянный сосуд IV века, который в 2022 году признали одним из семи чудес света мирового стекольного искусства. В отражённом свете он выглядит зелёным, а если смотреть сквозь стекло на источник света, то приобретает красный оттенок.
Как выяснили учёные, секрет заключается в мельчайших частицах золота и серебра, содержащихся в стекле. Свет по-разному взаимодействует с ними в зависимости от того, как проходит через сосуд или отражается от него. Используя эти знания, специалисты смогли воспроизвести эффект и получить оттенки, близкие к цветам оригинального кубка.
Однако цветное стекло — не единственная технология прошлого, которая удивляет современных исследователей. RT собрал несколько примеров древних изобретений, принципы работы которых учёные продолжают изучать и сегодня.
В 1901 году у греческого острова Антикитера нашли фрагменты бронзового устройства, созданного примерно во II веке до нашей эры. Оказалось, что находка была сложным механическим прибором, предназначенным для астрономических расчётов.
Внутри механизма находились десятки зубчатых колёс, соединённых друг с другом. Они приводили в движение указатели на циферблатах, которые отображали фазы Луны и различные астрономические циклы. С помощью этого устройства можно было также предсказывать солнечные и лунные затмения.
Для своего времени механизм был очень сложным, поэтому теперь его часто называют древнейшим в истории компьютером. Сохранились лишь фрагменты механизма. Чтобы восстановить его устройство, учёные используют рентгеновскую томографию, позволяющую заглянуть внутрь составных частей, изучить расположение шестерёнок и прочитать надписи, которые невозможно разобрать невооружённым глазом. Исследования помогают понять, какие именно расчёты выполнял прибор и как его использовали в античности.
Многие сооружения Древнего Рима сохранились на протяжении столетий, несмотря на воздействие воды и окружающей среды. Долговечность римского бетона давно интересует исследователей, и одна из возможных причин кроется в особенностях его изготовления.
В 2023 году учёные из Массачусетского технологического института (MIT) и их коллеги опубликовали исследование, в котором изучили небольшие известковые включения в составе древнего бетона. Согласно гипотезе, они возникали при «горячем смешивании» негашёной извести и вулканического материала.
По мнению исследователей, такие включения «помогали» материалу восстанавливаться после повреждений. Когда вода проникала в трещину, она вступала в реакцию с известью. В результате образовывались минералы, которые постепенно заполняли пустоты и уменьшали повреждение.
Чтобы проверить эту версию, учёные приготовили бетон по похожей технологии и намеренно создали в нём трещины. После попадания воды повреждения действительно начали «затягиваться».
Дамасские клинки славятся высокой прочностью и необычными узорами. Их изготавливали из высокоуглеродистой тигельной стали, связанной с индийской традицией производства стали вутц. При правильной обработке в металле формировалась особая структура, создававшая рисунок, напоминающий волны или струящуюся воду. Однако со временем секреты изготовления исторических клинков были утрачены.
С дамасской сталью часто сравнивают русский булат. Их объединяют традиции производства высокоуглеродистой стали, но технологии изготовления отличаются.
В XIX веке раскрыть секрет старинных клинков попытался российский инженер и металлург Павел Аносов. Он исследовал восточное оружие, проводил эксперименты с составом металла и способами его обработки. Результаты своих опытов Аносов изложил в работе «О булатах», опубликованной в 1841 году.
Современные исследователи продолжают изучать структуру необычных клинков. В 2006 году немецкие учёные обнаружили в образце дамасской сабли XVII века углеродные нанотрубки и тонкие структуры из цементита — соединения железа с углеродом. Сами по себе нанотрубки крепкие, поэтому учёные предположили, что именно они влияют на прочность стали.
В 2014 году китайские исследователи предложили объяснение происхождения необычного рисунка на клинках. Такой узор мог возникать из-за образования «островков» из атомов фосфора, серы и некоторых других примесей внутри куска стали при его медленном остывании, предположили они. Но механизм образования узора изучают до сих пор.
В Дели находится железная колонна высотой около 7,2 метра и весом примерно шесть тонн. Её установили в 415 году в память об императоре Чандрагупте II. Несмотря на многовековое пребывание под открытым небом, памятник не покрылся толстым слоем ржавчины, из-за чего и стал объектом исследований в области металлургии.
Тайну раскрыли в 2003 году исследователи из Индийского технологического института (IIT). Они обратили внимание на значительное содержание фосфора в металле и его роль в формировании защитного слоя. Помимо высокого содержания фосфора делийскую колонну отличает отсутствие в составе серы и магния, присутствующих в современном железе.
При этом важен способ изготовления памятника. Древние мастера нагревали железные заготовки и соединяли их ковкой. Устойчивость столба исследователи объясняют сочетанием химического состава металла и особенностей обработки.
Военное преимущество Византии во многом определял «греческий огонь». Византийцы применяли его с VII века, в том числе в морских сражениях. Горючую смесь выбрасывали из специальных устройств — сифонов, которые по принципу действия напоминают ранние огнемёты. Оружие представляло особую опасность для деревянных кораблей, поскольку смесь продолжала гореть даже на поверхности воды.
«Греческий огонь» использовали не только на море, но и при обороне крепостей. Помимо сифонов, применялись сосуды с горючим веществом и другие приспособления для его доставки к противнику.
Однако точный рецепт огня до сих пор не установлен. Византийцы тщательно охраняли секрет его изготовления, а письменные свидетельства не позволяют однозначно восстановить состав. Предполагается, что основу смеси составляла нефть, к которой могли добавлять смолы и другие вещества, влиявшие на горение и сцепление с поверхностями.
Оригинальный материал:
RT на русском