Matematik kan förklara varför dina knogar spricker med ett så tillfredsställande ljud

forskare har utvecklat en matematisk modell som beskriver fingerfogar, vilket hjälper oss att äntligen förstå hur bubblor kan vara ansvariga för ljudknölarna när de spricker.

att knäcka dina leder är lika lugnande för dina nerver som det är irriterande för dina grannar, men det är också förvirrande för forskare. Trots årtionden av forskning finns det fortfarande en debatt om exakt vad som är ansvarigt för det poppande bruset.

ett av de första empiriska försöken att komma med en biologisk förklaring till fenomenet gjordes av ett par brittiska forskare tillbaka 1947, som tog en serie röntgenstrålar för att se exakt vad som hände inuti lederna.

deras slutsats? Att det orsakades av bubblor som poppade ut ur smörjvätskan som världens minsta åska – en händelse som kallas kavitation. Och i slutändan var detta svar allmänt accepterat i ungefär ett kvart århundrade.

i 1971 den hypotesen kastades i tvivel, och en ny förklaring fäst skulden på kollapsen av dessa gasbubblor snarare än deras bildning.

sedan för flera år sedan föreslog ännu en undersökning baserad på magnetisk resonansavbildning (MRI) att bubbelbildningshypotesen var den rätta hela tiden.

deras realtidsinspelning visade ett utrymme som bildades med separationen av lederna, vilket sammanföll med det välbekanta poppande ljudet. Hela processen tog bara 310 millisekunder.

fortfarande är Mr-enheter inte störst för att fånga detaljer i slow-motion, vilket ger lite utrymme att argumentera om den exakta sekvensen av kavitation, spricka och kollapsa.

så i 2015 ledde en amerikansk radiolog en studie som lade ultraljud till verktygslådan i ett försök att finslipa den exakta sekvensen av bubblande och poppande. De lutade sig också mot förklaringen av sprickkavitation.

med sådana bevis som staplas upp till förmån för bubbelbildningsmodellen, kan vi säkert alla lämna in detta under avslutat fall? Inte riktigt än.

för i den här senaste analysen, enligt V. Chandran Suja från Stanford University och Abdul Bakarat från Brasilicole Polytechnique, finns det fortfarande liv i den kollapsande bubbelförklaringen.

deras tillvägagångssätt var att undvika allt krångel med att försöka fånga popens tidpunkt med sofistikerade maskiner och istället undersöka siffrorna bakom de fysiska förändringarna.

som representerar fogens geometri som matematiska ekvationer gjorde det möjligt för dem att beräkna dynamiken som verkar på fogens synovialvätska och jämföra den med akustiken i själva sprickljudet.

de registrerade de nödvändiga ljuden från sina egna stressade fingerfogar, liksom data som de drog från tidigare studier.

att jämföra signaturljuden som produceras av deras poppande knogar med de olika vågorna som produceras av deras ekvationsbaserade modell, kunde de bara komma till en slutsats.

”denna studie visar att den akustiska signaturen av kavitationsbubblakollaps överensstämmer med experimentellt observerade ljud, vilket ger stöd för kavitationsbubblakollaps som en potentiell källa till ljudet”, skriver paret i sin rapport.

viktigt är att deras arbete visade att bubblan inte behövde kollapsa helt för att ljudet skulle uppstå.

det faktum att bubblor fortfarande kunde ses i vätskan efter bruset hade tagits som bevis för formationshypotesen.

även om det finns någon anledning att tro att trycket som är involverat i att göra och krossa dessa håligheter i våra leder kan orsaka skada, verkar det som om det inte leder till någon långvarig skada.

vilket är bra, för om historien är något att gå efter, misstänker vi att detta uppvärmda argument inte kommer att vara över någon gång snart.

denna forskning publicerades i Scientific Reports.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.