1
00:00:06,710 --> 00:00:10,550
A repülőben ülve hirtelen rántást érzünk.

2
00:00:10,550 --> 00:00:13,260
Az ablakon kinézve
kinn semmi különös sem látszik,

3
00:00:13,260 --> 00:00:17,320
de a repülő mégis rángatja az utasokat,

4
00:00:17,320 --> 00:00:21,460
amint turbulens légáramlaton halad át.

5
00:00:21,460 --> 00:00:23,929
Noha ez nem megnyugtató,

6
00:00:23,929 --> 00:00:28,339
a jelenség a fizika egyik
régóta megoldatlan rejtélye.

7
00:00:28,339 --> 00:00:31,353
Több mint egy évszázada
tanulmányozzuk a turbulenciát,

8
00:00:31,353 --> 00:00:34,473
de csak pár választ leltünk arra,
hogyan is működik,

9
00:00:34,473 --> 00:00:36,823
és hogyan hat környezetünkre.

10
00:00:36,823 --> 00:00:39,283
Ám a turbulencia mindenütt jelen van,

11
00:00:39,283 --> 00:00:44,143
bármely áramló közeget
tartalmazó rendszerben előbukkan,

12
00:00:44,143 --> 00:00:47,313
többek közt légútjaink levegőáramában,

13
00:00:47,313 --> 00:00:49,663
ütőereink véráramában,

14
00:00:49,663 --> 00:00:53,073
csészénkben kavargatott kávénkban is.

15
00:00:53,073 --> 00:00:55,313
A felhőket turbulenciák igazgatják,

16
00:00:55,313 --> 00:01:00,893
akárcsak partokat csapkodó hullámokat
vagy a napszél plazmaáramát.

17
00:01:00,893 --> 00:01:04,043
A jelenség pontos megértése

18
00:01:04,043 --> 00:01:07,933
kihatással lenne életünk
megannyi területére.

19
00:01:07,933 --> 00:01:09,313
Egyelőre ezt tudjuk róla.

20
00:01:09,313 --> 00:01:12,813
A folyadékok és gázok
kétféleképpen mozognak:

21
00:01:12,813 --> 00:01:15,933
lamináris áramlással,
amely egyenletes és akadálytalan,

22
00:01:15,933 --> 00:01:21,253
és turbulens áramlással, amely részben
szabálytalan örvényekből áll.

23
00:01:21,253 --> 00:01:23,723
Képzeljünk el egy füstölőpálcát.

24
00:01:23,723 --> 00:01:29,503
A tövénél lévő háborítatlan füst lamináris
árama nyugodt, viselkedése megjósolható.

25
00:01:29,503 --> 00:01:30,936
Ám a csúcsához közelebb

26
00:01:30,936 --> 00:01:33,896
a füst fölgyorsul, labilissá lesz,

27
00:01:33,896 --> 00:01:38,426
és mozgása kaotikussá válik.

28
00:01:38,426 --> 00:01:40,336
Ez működés közben a turbulencia.

29
00:01:40,336 --> 00:01:44,766
A turbulens áramlásnak van pár
jellemző tulajdonsága.

30
00:01:44,766 --> 00:01:48,556
Először: a turbulencia mindig kaotikus.

31
00:01:48,556 --> 00:01:50,596
Ez nem azt jelenti, hogy véletlenszerű,

32
00:01:50,596 --> 00:01:55,386
hanem azt, hogy nagyon
érzékeny a zavarásokra.

33
00:01:55,386 --> 00:01:57,854
Bármilyen irányú kis ráhatás

34
00:01:57,854 --> 00:02:01,514
a végén teljesen különböző
eredményekre vezethet.

35
00:02:01,514 --> 00:02:05,094
Ezért szinte kiszámíthatatlan,
hogy mi fog történni,

36
00:02:05,094 --> 00:02:09,814
még a rendszer jelenlegi
állapotának ismeretében is.

37
00:02:09,814 --> 00:02:12,242
A turbulencia másik jellemzője,

38
00:02:12,242 --> 00:02:16,562
hogy az áramlat mozgásának léptéke eltérő.

39
00:02:16,562 --> 00:02:21,192
A turbulens áramlatokban különböző
nagyságú örvények és forgatagok vannak,

40
00:02:21,192 --> 00:02:25,572
ezek más-más méretű és alakú
tölcsérekre hasonlítanak.

41
00:02:25,572 --> 00:02:28,837
Az örvények kölcsönhatásba
lépnek egymással,

42
00:02:28,837 --> 00:02:31,527
fokozatosan szétesnek,
egyre kisebbekké válnak mindaddig,

43
00:02:31,547 --> 00:02:34,887
míg az összes kinetikus
energia hővé nem alakul

44
00:02:34,887 --> 00:02:38,457
az ún. energetikai kaszkádfolyamat során.

45
00:02:38,457 --> 00:02:40,817
Erről ismerszik meg a turbulencia.

46
00:02:40,817 --> 00:02:42,557
De miért keletkezik?

47
00:02:42,557 --> 00:02:46,657
Minden áramló folyadékra
vagy gázra két ellentétes erő hat:

48
00:02:46,657 --> 00:02:48,757
a tehetetlenség és a viszkozitás.

49
00:02:48,757 --> 00:02:52,167
A tehetetlenség a folyadékok
törekvése mozgásállapotuk megtartására,

50
00:02:52,167 --> 00:02:54,167
amely labilitást okoz.

51
00:02:54,167 --> 00:02:56,817
A viszkozitás a változással
szembeni ellenálló képesség,

52
00:02:56,817 --> 00:02:59,877
amely eközben lamináris
mozgást hoz létre.

53
00:02:59,877 --> 00:03:01,917
A mézszerű sűrű folyadékokban

54
00:03:01,917 --> 00:03:04,687
majdnem mindig a viszkozitás a döntő.

55
00:03:04,687 --> 00:03:09,687
A kevésbé viszkózus közegek, pl. a víz
vagy levegő esetén a tehetetlenség döntő,

56
00:03:09,687 --> 00:03:14,210
amely turbulenciába
forduló labilitást okoz.

57
00:03:14,210 --> 00:03:17,310
Hogy az áramlást melyik állapot jellemzi,

58
00:03:17,310 --> 00:03:19,980
azt a Reynolds-számmal adjuk meg;

59
00:03:19,980 --> 00:03:24,230
ez az áramlat tehetetlenségi erőinek
és viszkózus erőinek aránya.

60
00:03:24,230 --> 00:03:25,940
Minél nagyobb a Reynolds-szám,

61
00:03:25,940 --> 00:03:29,200
annál valószínűbb,
hogy turbulens mozgás jön létre.

62
00:03:29,200 --> 00:03:31,792
Pl. a csészébe öntött méz Reynolds-száma

63
00:03:31,792 --> 00:03:34,512
körülbelül 1-gyel egyenlő.

64
00:03:34,512 --> 00:03:39,762
Víz esetén a Reynolds-szám
nagyságrendileg 10 000.

65
00:03:39,762 --> 00:03:43,265
A Reynolds-szám egyszerű
jelenségekre jól használható,

66
00:03:43,265 --> 00:03:46,595
de más esetekre kevéssé hasznos.

67
00:03:46,595 --> 00:03:50,595
Pl. a légkör mozgására jelentősen hat

68
00:03:50,595 --> 00:03:55,335
a gravitáció és a Föld forgása.

69
00:03:55,335 --> 00:04:00,024
Vagy pl. vegyük az épületek vagy autók
viszonylag egyszerű légellenállását.

70
00:04:00,024 --> 00:04:03,886
Ezek a körülmények kísérletek és empirikus
adatok alapján modellezhetők.

71
00:04:03,886 --> 00:04:08,686
De fizikusok törvényekkel s egyenletekkel
szeretnék megjósolni viselkedésüket,

72
00:04:08,690 --> 00:04:13,790
ahogy az elektromágneses tereket
vagy a bolygók pályáját modellezzük.

73
00:04:13,790 --> 00:04:17,588
A legtöbb kutató úgy véli,
hogy ehhez statisztikai adatokra

74
00:04:17,628 --> 00:04:20,119
és nagyobb teljesítményű
számítógépekre van szükség.

75
00:04:20,119 --> 00:04:23,869
A turbulens áramlások
szuperszámítógépes szimulációja

76
00:04:23,869 --> 00:04:27,869
hozzájárulhat a törvényszerűségek
megállapításához,

77
00:04:27,869 --> 00:04:33,479
amelyek rendszereznék s egységbe foglalnák
az egyes helyzetek prognózisait.

78
00:04:33,479 --> 00:04:37,291
Más tudósok szerint
a jelenség annyira összetett,

79
00:04:37,291 --> 00:04:41,951
hogy átfogó elméletben
nem reménykedhetünk.

80
00:04:41,951 --> 00:04:43,875
Remélhetőleg azért áttörést érhetünk el,

81
00:04:43,875 --> 00:04:47,896
mert a turbulencia teljes megértése
előnyös hatással járhat.

82
00:04:47,896 --> 00:04:50,546
Ezek közé tartoznak
a hatékonyabb szélerőművek,

83
00:04:50,546 --> 00:04:53,966
a katasztrofális időjárásra
való jobb felkészülés,

84
00:04:53,966 --> 00:04:57,836
vagy az orkánok elhárítása is.

85
00:04:57,836 --> 00:05:03,017
És persze, a milliónyi repülőgéputas
simább utazása is.