לצלול כמו ג’ק ספארו: האם הסצינה מ"שודדי הקאריביים" אפשרית?

באחד הרגעים הבלתי נשכחים בסרט "שודדי הקאריביים: תיבה של איש מת" (2006) מוצאים את עצמם הגיבורים, וויל טרנר (אורלנדו בלום) וקפטן ג'ק ספארו (ג’וני דפ) צועדים על קרקעית הים, כראשיהם תחובים בתוך סירה הפוכה שמשמשת אותם כמעין מיכל חמצן מאולתר. הסצנה הקולנועית הזו נראית כמו המצאה הוליוודית מופרכת – אך למעשה, היא מבוססת על פיזיקה והיסטוריה.

העיקרון המדעי: "פעמון הצלילה"

הטכניקה שמוצגת בסרט היא למעשה גרסה פרימיטיבית של "פעמון צלילה" – הגלגול הקדום ביותר שאיפשר לבני אדם לנשום מתחת למים.

העיקרון פשוט: כאשר טובלים כלי הפוך במים, האוויר הכלוא בתוכו אינו יכול לברוח, והמים אינם יכולים לחדור פנימה, שכן לחץ האוויר מונע זאת. על פי חוק בויל-מריוט, נפח הגז יקטן ככל שהלחץ החיצוני עולה. במילים אחרות, ככל שיורדים עמוק יותר, בועת האוויר מתכווצת. בעומק של כעשרה מטרים, לדוגמה, נפח האוויר יצטמצם בכמחצית. עם זאת, בעומקים רדודים יחסית, כפי שמוצג בסרט, עדיין יישאר מספיק אוויר לנשימה.

כל אחד יכול להיווכח בעיקרון הזה בבית: מלאו את האמבטיה, הכיור או סתם כלי גדול, ואז קחו כוס הפוכה והורידו אותה בכוח אל תוך המים. כל עוד תחזיקו אותה באופן יציב כך שלא תתהפך ותאפשר לאוויר לברוח, האוויר שנמצא בה יישאר ויחסום את המים מלמלא אותה.

השימוש בעיקרון הזה לצלילה אינו המצאה חדשה. אריסטו תיעד כבר במאה הרביעית לפני הספירה את השימוש בכלים הפוכים לצלילה, וטען כי הומצאו על ידי לא אחר מאלכסנדר הגדול. במאה ה-16 פותחו פעמוני צלילה מתוחכמים יותר, ששימשו לחילוץ אוצרות מספינות טרופות. האנגלי אדמונד היילי (מגלה כוכב השביט הנושא את שמו) שיפר את הטכנולוגיה בשלהי המאה ה-17 באמצעות חביות אוויר, שחוברו בצינורות וסיפקו אספקה רציפה.

אז למה זה לא כל כך פשוט?

למרות שהעיקרון המדעי הבסיסי פשוט, יש כמה בעיות מעשיות שהסרט מתעלם מהן:

ראשית, בעיית הציפה – סירת עץ הפוכה מלאת אוויר תיטֶה לצוף מעלה. החזקתה מתחת למים תדרוש משקולות כבדות מאוד;

שנית, הליכה על קרקעית הים – גוף האדם צף במים, וללא משקולות ייעודיות, גם וויל וג’ק לא יכולים ללכת על הקרקעית;

שלישית, הרעלת פחמן דו-חמצני – בעת נשימה, אנחנו שואפים חמצן ופולטים פד”ח. בחלל סגור, ריכוז הפחמן הדו-חמצני יעלה במהירות לרמות מסוכנות, הרבה לפני שהחמצן ייגמר. לכן, וויל וג’ק לא יכולים לשהות מתחת לסירה יותר מדקות בודדות לפני שיורעלו ויתעלפו.

צוות התוכנית "מכסחי המיתוסים" (MythBusters) בחן את הסצנה הזו בפרק ששודר לפני 18 שנים, ומצא אותה "אפשרית בתנאים מסוימים", אך הדגיש שבפועל הביצוע יהיה קשה בהרבה מכפי שהסרט מציג, מכל הסיבות שכבר הזכרנו.

בשורה התחתונה, במקרה הזה הוליווד לא המציאה כלום, אבל כן מתחה מאוד את גבולות המדע.