Why doesn’t the Leaning Tower of Pisa fall over? - Alex Gendler

Translator: Sarah Saadatirad Reviewer: Masood Mousavi

In 1990, the Italian government enlisted top engineers

در سال ۱۹۹۰، دولت ایتالیا از مهندسان برجسته‌‌ای

to stabilize Pisa’s famous Leaning Tower.

برای مقاوم‌سازی برج کج پیزا، دعوت کرد.

There’d been many attempts to right the tower during its 800 year history,

تلاش‌های زیادی جهت اصلاح و قائم شدن برج در طول تاریخچه ۸۰۰ ساله آن صورت گرفته بود،

but this team’s computer models revealed the urgency of their situation.

اما تیم مدل‌سازی کامپیوتری، فوریت وضعیت آن را آشکار کرد.

They projected the tower would topple if it reached an angle of 5.44 degrees—

آن‌ها پیش‌بینی کردند اگر این برج به زاویه ۵٫۴۴ درجه برسد، فرومی‌ریزد--

and it was currently leaning at 5.5.

و این در حالی بود که زاویه کنونی برج روی ۵٫۵ درجه بود.

No one knew how the tower was still standing, but the crisis was clear:

هیچ‌کس نمی‌دانست که برج، چگونه بر جای ایستاده است، اما بحران مشخص بود:

they had to solve a problem that stumped centuries of engineers,

آن‌ها مجبور بودند مسئله‌ای را حل کنند که قرن‌ها مهندسان را از پای درآورده بود،

and they needed to do it fast.

و آن‌ها مجبور به حل سریع آن بودند.

To understand their situation,

برای فهم موقعیتشان،

it’s helpful to understand why the tower tilted in the first place.

مفید است درک کنیم که چرا از ابتدا برج کج شده بود.

In the 12th century, the wealthy maritime republic of Pisa

در قرن ۱۲ میلادی، جمعی از طبقه اشراف و ثروتمندان بازرگان پیزا

set about turning its cathedral square into a magnificent landmark.

در صدد ایجاد نماد شاخصی چشمگیر برای میدان کلیسای جامع خود بودند.

Workers embellished and enlarged the existing church,

کارگران کلیسای موجود را مُزین و بزرگ کردند،

and added a massive domed baptistry to the plaza.

و یک گنبد عظیم در میدان غسل تعمید اضافه کردند.

In 1173, construction began on a free-standing campanile, or bell tower.

در سال ۱۱۷۳، ساخت‌وساز مجزای برج ناقوس کلیسا آغاز شد.

The engineers and architects of the time were masters of their craft.

مهندسان و معماران آن دوران استادان رشته خود بودند.

But for all their engineering knowledge,

اما با تمام دانش مهندسی‌شان،

they knew far less about the ground they stood on.

آن‌ها به‌مراتب کمتر راجع به زمین زیر پایشان می‌دانستند.

Pisa’s name comes from a Greek word for “marshy land,"

نام پیزا از کلمه یونانی «سرزمین باتلاق» می‌آید

which perfectly describes the clay, mud, and wet sand below the city’s surface.

که به‌خوبی گل رس، لای، و ماسه‌های مرطوب زیر سطح شهر را توصیف می‌کند.

Ancient Romans counteracted similar conditions with massive stone pillars

رومیان باستان این شرایط مشابه را با ستون‌های سنگی عظیمی خنثی می‌کردند

called piles which rest on Earth’s stable bedrock.

که شمع نامیده می‌شوند و بر بستر پایدار زمین قرار می‌گیرند.

However, the tower’s architects believed a three-meter foundation would suffice

با این حال، معماران برج معتقد بودند یک پی سه متری کافی خواهد بود

for their relatively short structure.

برای سازه نسبتاً کوتاه آن‌ها.

Unfortunately for them, less than five years later,

متأسفانه برای آن‌ها، کمتر از پنج سال بعد،

the tower’s southern side was already underground.

ضلع جنوبی برج تقریبا در زمین فرو رفته بود.

Such a shifting foundation would normally have been a fatal flaw.

چنین جابه‌جایی معمولاً نقص مهلکی بوده است.

If workers added more weight,

اگر کارگران وزن بیشتری اضافه می‌کردند،

the pressure from upper stories would sink the structure

با فشار طبقات بالایی سازه فرو می‌ریخت

and fatally increase the lean.

و به طور خطرناکی، آن را کَج‌تر می‌داد.

But construction halted at the fourth story for nearly a century

اما نزدیک به یک قرن، ساخت‌وساز در طبقه چهارم آن متوقف شد

as Pisa descended into prolonged warfare.

چون پیزا وارد یک جنگ طولانی شد.

This long pause allowed the soil to settle,

این مکث طولانی به خاک اجازه ثبات داد،

and when construction began again in 1272,

و هنگامی‌که ساخت دوباره در سال ۱۲۷۲ شروع شد،

the foundation was on slightly more stable footing.

پی آن کمی پایدارتر شد.

Under the direction of architect Giovanni di Simone,

تحت نظر معماری به نامِ «جیووانی دی سیمون»،

workers compensated for the tower’s minor tilt

کارگران شیب جزئی برج را

by making the next few floors taller on the southern side.

با بلندتر کردن چندطبقه بعد در ضلع جنوبی بهبود بخشیدند.

But the weight of the extra masonry made that side sink even deeper.

اما وزن اضافی کارهای بنایی باعث شد تا آن‌طرف بیشتر فرو برود.

By the time they completed the seventh floor and bell chamber,

تا زمانی که آن‌ها طبقه هفتم و اتاق ناقوس را تمام کردند،

the angle of the tilt was 1.6 degrees.

زاویه شیب ۱٫۶ درجه بود.

For centuries, engineers tried numerous strategies to address the lean.

قرن‌ها مهندسان راهکارهای بی‌شماری را برای برطرف کردن کَجی آن امتحان کردند.

In 1838, they dug a walkway around the base to examine the sunken foundation.

در سال ۱۸۳۸، پیاده‌رویی را برای بررسیِ پی فرو رفته، در اطرافِ پایه آن حفر کردند.

But removing the supporting sand only worsened the tilt.

اما از بین بردن ماسه حائل فقط میزان کَجی را بدتر کرد.

In 1935, the Italian Corps of Engineers injected mortar to strengthen the base.

در سال ۱۹۳۵، توسط مهندسان ارتش ایتالیا برای تقویت پایه، سیمان تزریق شد.

However, the mortar wasn’t evenly distributed throughout the foundation,

با این‌ حال، سیمان در سراسر فونداسیون به‌طور مساوی پخش نشده بود،

resulting in another sudden drop.

و منجر به افت ناگهانی طرف دیگر شد.

All these failed attempts, along with the ever-sinking foundation,

همه این تلاش‌های بی‌سرانجام، همراه با پی همیشه فرورفته،

moved the tower closer to its tipping point.

برج را به نقطه مدنظر نزدیک کرد.

And without definitive knowledge of the soil composition,

و بدون دانش کافی در مورد ترکیب خاک،

engineers couldn’t pinpoint the tower’s fatal angle

مهندسان نتوانستند زاویه مهلکِ برج را نشان دهند

or devise a way to stop its fall.

یا راهی برای جلوگیری از سقوط آن پیدا کنند.

In the years following WWII,

در سال‌های بعد از جنگ جهانی دوم،

researchers developed tests to identify those missing variables.

محققان آزمایش‌هایی را انجام دادند تا متغیرهای در نظر نگرفته را شناسایی کنند.

And in the 1970’s, engineers calculated the curved tower’s center of gravity.

و در دهه ۱۹۷۰، مهندسان مرکز ثقل انحنای برج را محاسبه کردند.

With this data and new computing technology,

با این داده‌های جدید و فناوری محاسبات کامپیوتری،

engineers could model how stiff the soil was, the tower’s trajectory,

مهندسان می‌توانند مدل‌سازی کنند که خاک چقدر سفت است، خط سیر آن چگونه است،

and the exact amount of excavation needed for the tower to remain standing.

و مقدار دقیق خاک‌برداری لازم برای پایداری برج چقدر است.

In 1992, the team drilled diagonal tunnels

در سال ۱۹۹۲، گروهی برای از بین بردن ۳۸ مترمکعب خاک تحتانی شمالی برج

to remove 38 cubic meters of soil from under the tower’s north end.

تونل‌های موربی را حفاری کردند.

Then, they temporarily counterbalanced the structure with 600 tons of lead ingots

سپس، قبل از آنکه به‌وسیله کابل‌های فولادی، پی آن را محکم ببندند.

before anchoring the base with steel cables.

سازه را به‌طور موقت، با ۶۰۰ تن شمش سرب متعادل کردند.

More than six centuries after its construction,

بیش از شش قرن پس از ساخت آن،

the tower was finally straightened… to a tilt of about four degrees.

برج بالاخره صاف شد ... با شیبی حدود چهار درجه.

No one wanted the tower to fall,

هیچ‌کس نمی‌خواست برج سقوط کند،

but they also didn’t want to lose the landmark’s most famous feature.

همچنین نمی‌خواستند این نشان برجسته، معروف ترین ویژگی خود را از دست بدهد.

Today the tower stands at 55– or 56– meters tall,

امروز برج ایستا است با ۵۵- یا ۵۶- متر ارتفاع،

and it should remain stable for at least 300 years

وحداقل برای ۳۰۰ سال دیگر هم باید پایدار بماند

as a monument to the beauty of imperfection.

به‌عنوان یک بنای تاریخی با همان نقص زیبایش.