Fyzika těstovin: Vědci odhalují tajemství vesmíru a špaget současně

Zkoumání toho, jak se suché špagety lámou, se věnoval i slavný fyzik Richard Feynman, který zjistil, že při ohýbání tyto těstoviny prasknou na více než dva kusy. Tento jev byl dlouho považován za nevysvětlitelný, dokud fyzikové v roce 2005 neobjevili, že při ohnutí špagety dochází k dodatečným vibracím, které způsobují další zlomy.

Tento výzkum podle BBC nejenže objasnil chování těstovin, ale také přinesl nové poznatky o mechanice křehkých materiálů, což má význam pro oblast stavebnictví i dalších technických odvětví.

Dalším fascinujícím fenoménem je změna tvaru vařených špaget. Pokud je z hrnce vyjmete po změknutí a necháte je uschnout, již se nevrátí do svého původního rovného stavu. Tento jev, vysvětlený v roce 2020, souvisí s vlastností nazývanou viskoelasticita, která umožňuje vnějším vrstvám těstovin absorbovat vodu a měnit strukturu. Takové vlastnosti mají i jiné materiály, včetně biologických tkání či polymerů.

Fyzikální záhady se však neomezují pouze na těstoviny. Vědecký tým italských fyziků působících v Německu se rozhodl rozlousknout další problém – proč se při přípravě tradičního pokrmu cacio e pepe někdy sýr v omáčce nesprávně srazí a vytvoří nežádoucí hrudky. Přestože se jedná o jednoduchý recept založený na spojení těstovinové vody a pecorina, mnoho kuchařů narazilo na potíže při jeho přípravě.

Vědci proto sestavili improvizovanou laboratoř s vodní lázní, teploměrem a kamerou, aby tento proces pečlivě sledovali. Zjistili, že problém spočívá v „mozzarellové fázi“ – proteiny v sýru se při zahřátí stávají lepivějšími a mají tendenci se shlukovat do hrudek. Klíčovou roli hraje škrob z těstovinové vody, který zabraňuje této separaci tím, že obaluje lipidové částice a brání jim v interakci s proteiny. Pokud je však směs příliš horká nebo obsahuje málo škrobu, tento ochranný efekt se ztrácí. Řešením je přidání škrobu rozpuštěného ve vodě, což je trik doporučovaný i michelinským šéfkuchařem Lucianem Monosiliem.

Fyzika těstovin sahá dokonce až k otázkám vzniku života. Proces fázového oddělování, který způsobuje srážení sýra v omáčce, je podobný mechanismům, které mohly hrát roli při vzniku prvních buněk na Zemi. Podobně jako se proteiny a lipidy shlukují v hrnci při vaření cacio e pepe, mohly se i chemické složky prebiotické polévky seskupovat do mikroskopických struktur, z nichž se později vyvinuly první živé organismy.

Proč tedy fyziky tak fascinují těstoviny? Odpověď je jednoduchá – špagety jsou běžným, ale zároveň výjimečným objektem pro experimenty. Jsou levné, dostupné a umožňují studovat základní mechanické, elastické i chemické procesy. Ať už jde o lámání těstovin, jejich pružnost nebo interakce v omáčce, vždy se ukazuje, že i zdánlivě obyčejné věci mohou skrývat hluboké vědecké principy.

Možná právě proto si Richard Feynman po náročném dni stráveném výpočty kvantové mechaniky rád pohrával s lámáním špaget. Stejně jako on i současní vědci nacházejí v těstovinách nejen inspiraci, ale i odpovědi na některé z největších otázek fyziky.