Таємниця розтріскування пальців нарешті розгадана Science et Avenir
Опубліковано 30.03.2018 14:54
Характерний шум скрипучих суглобів буде спричинений вибухом повітряного міхура в суглобах, згідно з імітацією, заснованою на математичній моделі, першою у своєму роді.
Теорія, згідно з якою лопаються бульбашки повітря викликають характерний звук розтріскування пальців, існує з 1971 року.
СЕБАСТІАН КАУЛІЦЬКИЙ/НАУКОВА ФОТО/SKX/Наукова фототека
Звідки береться такий характерний для тріщин стик шум? Поки що, хоча вчені погодились, що це було викликано бульбашками повітря в суглобах, одні пояснювали це утворенням цих бульбашок, а інші - їх розривом. Згідно з математичною моделлю, що імітує тріщини суглоба, знаменитий "тріск" походить від вибуху мікроскопічних бульбашок у рідині суглобів пальців, згідно з дослідженням дослідників з Політехніки Ecole та американського університету Стенфорд, опублікованого в четвер, 29 березня 2018 р. В журналі Scientific Report. Новизна цього дослідження полягає в тому, щоб показати, "що розриву лише одного з цих бульбашок достатньо для створення шуму", пояснює AFP Абдул Баракат, дослідник з Polytechnique.
Чи видають бульбашки повітря звук під час формування або розриву ?
У 1939 році дослідники пояснили звук раптовим затягуванням фіброзної капсули навколо суглоба під час звільнення суглоба. У 1947 році нова теорія припустила, що цей швидкий рух суглобів створює вібрації в тканинах, що призводять до звуку тріщин. Тільки в 1971 р. Вперше було висунуто гіпотезу про те, що розпад «кавітаційних бульбашок» у синовіальній рідині (яка служить природним мастилом між двома хрящовими поверхнями) є джерелом шуму тріщин. Але тоді це було поставлене під сумнів кількома дослідженнями, які показали, що навіть після тріщини пальців бульбашки залишалися у знаменитій рідині. Так у 2015 році дослідження було зосереджено на яскравому сигналі на ультразвуку, який спостерігався після створення кавітаційного міхура, але до того, як почувся тріск. Потім вони стверджували, що шум походить від утворення бульбашок, а не від їх лопання.
Математична модель підтверджує гіпотезу про розриви бульбашок повітря як джерела звуку
Але ця нова гіпотеза "не може пояснити спостережувану величину звуків", що видаються, на думку авторів нової роботи, які потім вирішують вивчити явище з іншого боку. Швидкісна динаміка тріщин суглобів дійсно обмежена роздільною здатністю експериментальних методик, пояснюють автори, які потім звертаються до теоретичної моделі. "Ми хотіли розглянути це питання з математичної точки зору, оскільки вся попередня робота базувалася на спостереженні. Тому ми намагалися побудувати математичну модель для опису фізичного явища на роботі", за словами професора Бараката. Вони засновують свою модель на динаміці утворення бульбашок і розриву в синовіальній рідині, наявність яких підтверджена "однозначно практично всіма дослідниками, незважаючи на їх незгоду щодо походження звуку", стверджують автори.
Ця модель "встановлює, що акустична сигнатура розриву кавітаційного міхура відповідає звукам, що спостерігаються експериментально", - пишуть автори, припускаючи, що розриви бульбашок справді будуть джерелом звуку. "Успіх моделі підкреслює потенціал детального чисельного моделювання у вирішенні походження звуків", - пишуть автори, закликаючи до майбутніх моделей того ж типу, щоб моделювати "з точністю початкової, кінцевої та довготривалої поведінки. Термін кавітації бульбашки ", щоб закрити дискусію. Щодо наслідків практики, наукове співтовариство вже прийшло до єдиної думки: на відміну від поширеної думки, тріскання пальців не викликає артриту.