Американские физики выяснили, что происходит во время чиханья — как именно воздух, слизь и слюна меняют форму по мере перемещения в пространстве. Новое исследование было представлено на семинаре по гидроаэродинамике Американского физического общества.
Раньше ученые уже измеряли скорость и размер распыленных капель слизи и слюны (в рамках исследований распространения заболеваний), но результаты их подсчетов не сходились — прежде всего из-за недостаточного понимания первого этапа процесса.
Для этого исследователи из Массачусетского технологического института заставили двух здоровых добровольцев чихать 50 раз перед высокоскоростными видеокамерами. Чихать их заставляли, щекоча нос перышком. Прокручивая записи на замедленной скорости, ученые во главе с Лидией Буруиба (Lydia Bourouiba) выяснили, что при выходе из тела слизь и слюна представляют собой «полосу» жидкости. Затем «лист» распадается на «полоски», которые вытягиваются в узкие «ниточки» и только после этого рассеиваются в виде бациллоносных капель.
Раньше ученые считали: чем крупнее капля, тем дальше она улетит при чиханье. Видеосъемка Буруиба показала, что чихающий человек выбрасывает в воздух целые газовые облака, которые удерживают в полете множество мелких капель и доставляют их значительно дальше, чем следует из уравнений физики Ньютона. Считалось, что крупные капли улетят дальше мелких, так как у них больше импульс, однако аэродинамика в облаке была иной: мелкие капли дольше циркулировали в облаке и удалялись от него, а крупные быстрее оседали.
Дальше исследователи планируют снимать чиханье уже в трех измерениях — с помощью девяти камер. К эксперименту планируют привлечь уже больных добровольцев (чтобы сравнить скорость распространения различных патогенных микроорганизмов). «Пока мы делали лишь двухмерный анализ: вид сбоку и вид сверху. Но мы узнали об очень сложной трехмерной динамике чиханья, которую только предстоит изучить», — заявила Буруиба.
Съемка процесса чиханья — это давняя традиция: кадры с чихающим человеком, сделанные в 1894 году, стали первой кинокартиной, получившей авторские права: это немой короткометражный фильм с помощником Томаса Эдисона Фредом Оттом, снятый с помощью кинетоскопа.