حتماً اسم برج ایفل رو شنیدی؛ همون غول‌آهنی خوشگل وسط پاریس که نماد فرانسه هم شده. ولی می‌دونستی هربار میری سراغش، احتمالاً یه قد و قواره‌ی جدید داره؟ جدی میگم، ایفل هیچ‌وقت دقیقاً اندازه‌ی ثابتی نداره! مخصوصاً تابستونا، بی‌سروصدا چند سانتی‌متر کش میاد و در زمستون دوباره جمع میشه.
کل این ماجرا به «انبساط حرارتی» یا همون Thermal Expansion ربط داره. این یعنی وقتی اجسام جامد (مثلاً آهن و فولاد) گرم می‌شن، اتم‌هاشون هیجان‌زده‌تر می‌شن و بیشتر می‌لرزن. این باعث میشه یه ذره از هم فاصله بگیرن و در نتیجه جسم، کش بیاد. هرچه ماده ضریب انبساط حرارتی بالاتری داشته باشه، بیشتر کش میاد.
آهنی که توی برج ایفل استفاده شده، ضریبش حدود ۱۲ ضربدر ۱۰ به توان منفی ۶ در هر درجه سلسیوسه! یعنی اگه یه میله آهنی یک‌متری رو یک درجه گرمش کنی، فقط ۱۲ میکرومتر (خیلی کمتر از قطر یه تار مو) بلندتر میشه. عدد کوچیکیه ولی وقتی برج ایفل رو که ۳۰۰ متره حساب کنی و تغییرات دمای پاریس رو هم درنظر بگیری (از منفی ۲۰ تا حتی ۴۰ درجه سانتی‌گراد تو تابستونش، یعنی یه بازه‌ی صد درجه‌ای!) کم‌کم تاثیرش جدی میشه.
مثلاً اگه یه میله‌ی آهنی ۱۰۰ متری رو بذاری تو این بازه، ۱۲ سانتی‌متر رشد می‌کنه؛ خب برج ایفل رو هم که تقریباً سه‌برابر این حساب کنیم، تئوریکاً تا ۳۶ سانتی‌متر هم می‌تونه در طول تابستون بلندتر بشه. البته برج فقط یه میله صاف نیست؛ بیشتر شبیه به یه تور سه‌بعدی عظیم از ۱۸۰۰۰ تا تیکه آهنیه که ۷۳۰۰ تن وزن دارن. خب این پیچیدگی باعث میشه عدد واقعی رشدش کمتر باشه، ولی باز هم مهندس‌ها می‌گن ایفل تو روزای گرم، حدود ۱۲ تا ۱۵ سانتی‌متر (یا ۵ تا ۶ اینچ) بلندتر از زمستونه!
یه نکته خفن اینه که اگر یه طرف برج بیشتر آفتاب بخوره، همون سمت بیشتر کش میاد و باعث میشه کل برج یه ذره به سمت مخالف خورشید خم بشه و بعد شب دوباره صاف بشه. خلاصه برج خودش شده یه دماسنج عظیم که با قد و قواره و حتی کمی کج شدنش، دمای پاریس رو نشون میده!
این پدیده‌ی انبساط حرارتی فقط مختص ایفل نیست. مهندس‌ها باید همیشه این موضوع رو تو سازه‌های بزرگ دیگه هم در نظر بگیرن. مثلاً توی پل Garabit و پل Forth اسکاتلند یا حتی ریل‌های قطار هم قضیه به همین شکله. فرمول دقیقش رو همون استاد فدریکو دی ایسیدرو گورده‌خوئلا (که اسمش هم خودش انبساط داره!) واسه همه حساب کرده بود.
در کل، چیزی که از لرزش ریز اتم‌ها شروع میشه، یواش‌یواش می‌تونه تبدیل بشه به یه حرکت قابل‌توجه که حتی نقشه‌بردارها هم می‌تونن ثبتش کنن. پس دفعه بعد که دیدی عکسات با برج ایفل یه کم فرق دارن، بدون که برج احتمالاً به خاطر آفتاب تابستونی، چندسانتی‌متر بزرگ‌تر و سرحال‌تره! دنیا پر از اتفاقات جالب علمی مثل همینه که دور و برمون داره بی‌صدا رخ میده، فقط باید با دقت نگاه کنیم.
منبع: +
