Research

Римські амфітеатри могли використовуватися як плащі сейсмічної невидимості

Римські амфтеатри знаходяться серед найдавнішихлюдських споруд на Землі. Ці структури дивно добре збереглися в різних місцях по всій стародавньої Римської імперії. Це особливо примітно, оскільки значна частина цієї території сейсмічно активна: вона розташована на тектонічної кордоні Євразійської і Африканської плит і пережила численні землетруси, які зруйнували інші типи будівель. Як амфітеатри пережили ці 2000 років - ось в чому питання.

Секрети римських зодчих

Сьогодні ми можемо отримати потенційний відповідьзавдяки роботі Стефана Брюль і його колег з Університету Екс-Марсель на півдні Франції. Ці хлопці з'ясували, що то, як певні споруди вкопуються в землю або тримаються на ній, може змінювати спосіб поширення сейсмічних хвиль через Землю. Зокрема, вони вивчили «плащі сейсмічної невидимості», які можуть направляти сейсмічні хвилі так, щоб ті обтікали певні регіони, таким чином, захищаючи їх.

Вчені прийшли до висновку, що римські амфітеатри можуть виступати в якості плащів сейсмічної невидимості завдяки своїй формі. Це і стало причиною їх чудового довголіття.

Але спершу трохи передісторії. Фізикам давно відомо, що певні регулярні структури об'єктів можуть взаємодіяти з хвилями таким чином, щоб управляти ними і змінювати їх поведінку. Цікава особливість цього явища полягає в тому, що самі об'єкти набагато менше самих хвиль. Але сумарний ефект безлічі об'єктів, розташованих в певній структурі, має важливий вплив на хвилі.

Ще в 2006 році фізики використовували цю ідею длястворення структури металевих резонаторів, які направляють мікрохвилі навколо області простору. Для стороннього спостерігача, який дивиться на мікрохвилі, ця область простору і все, що в ній, зникає. Використовуючи цей ефект, вчені створили перший в світі плащ-невидимку.

З тих пір вчені створювали плащі-невидимки дляширокого спектра різних хвиль в електромагнітному спектрі і за його межами. У 2012 році вони припустили, що плащі сейсмічної невидимості можуть захистити електростанції і греблі від землетрусів. Потім Брюль і його колеги створили й протестували такої.

З тих пір вчені продовжили досліджуватисейсмічні метаматеріали, які, за їхніми словами, можуть приймати різні форми. Ранні експерименти включали підземні споруди або порожнечі. Але пізніша робота передбачає, що поверхневі об'єкти - дерева або будівлі - також можуть впливати на сейсмічні хвилі.

Одна з ідей полягає в тому, що сейсмічніхвилі викликають вібрацію хмарочоса. Але і сама ця вібрація посилає хвилі крізь землю. Таким чином, якщо два набору хвиль могли б пригнічувати або гасити один одного, будівля зробило б значне пом'якшує вплив на хвилі.

Брюле і колеги навіть виконали експериментальнівимірювання хвиль, що генеруються хмарочосом в результаті сейсмічного шуму. Розглядали LatinoAmericana Tower, 282-метровий хмарочос в Мехіко, який пережив кілька великих землетрусів з моменту його споруди в 1956 році.

Вчені розробили комп'ютерну модель длявивчення того, як розташовані по колу хмарочоси можуть виступати в ролі накидки невидимості, що створює безпечну зону в центрі. «Сейсмічні хвилі сильно вплинуть на будівлі в кільцевому просторі накидки і за його межами, але область в центрі (наприклад, парк) буде безпечною зоною, в якій люди можуть зібратися і залишатися в безпеці під час землетрусу», пишуть вони.

В ході цих досліджень вони відзначили схожістьміж круговими схемами, які вони створили, і дизайном древніх амфітеатрів. «Існує разюча схожість між плащем-невидимкою, випробуваним на різних типах хвиль, і аерофотознімків античних галло-римських театрів», говорить вони. «Можливо, саме тому деякі з цих Мегаструктури, такі як амфітеатри, залишалися здебільшого недоторканими протягом століть».

Це цікава ідея, яка може мати важливе значення для проектування майбутніх будівель і вивчення древніх. Обговорити знахідку вчених можна в нашому чаті в Телеграма.