Річки завжди течуть з гори, а не в гору. Будь-яка вода, яка стікає з гори, перетворюється на річку, струмок або озеро. Витік річок і струмків завжди знаходиться вище місця їх впадіння в море або іншу водойму. Тому в природі вода в гору текти не може.
Проте за певних умов невелика кількість води може підніматися вгору, що суперечить закону тяжіння. Це явище у фізиці називається капілярний ефект. Щоб це сталося, потрібно, щоб вода була укладена у вузький отвір на подобі трубки або ж тонкого протоку. Прикладом цього служать ксилеми в тканинах рослин. Саме таким чином рослини видобувають з-під землі воду і піднімають її вгору. Інший приклад - паперові вбираючі рушники, які працюють за принципом капілярів, і трубочки для коктейлю.
Якщо трубка занадто широка, капілярний ефект не відбудеться. Щоб сила тяжіння водневих зв 'язків у воді річки або струмка змогла подолати силу тяжіння, важливою умовою є певний радіус отвору.
У фізиці існує рівняння, за яким можна вирахувати, наскільки високо може піднятися стовпчик води в результаті капілярного ефекту.
Чим ширша трубка або проток, тим нижче буде знаходитися рівень води, що піднялася. На певній висоті сила тяжіння Землі подолає силу тяжіння молекул всередині трубки.
Знаменитий вчений Альберт Ейнштейн присвятив свою першу працю явищу капілярного ефекту в 1900 році. Робота була опублікована в німецькому журналі під назвою "Аннали фізики" рік потому.
Очевидно, що водойма розміром з річку або струмок буде схильна до сил тяжіння, інерції та інших законів фізики і буде змушена текти з гори.
Римські акведуки
Стародавнім римлянам вдалося змусити воду текти в гору. Щоб вода потекла вгору, вони вдавалися до технології перевернутого сифона. Всі акведуки проводили воду з джерела, що знаходиться на певній висоті, до споживачів, які зазвичай розташовувалися нижче. Якщо на шляху води траплялася долина, римляни будували над ландшафтом арку на піднесеному рівні. В основному ці тунелі будувалися під кутом, що направляв воду вниз. Але іноді вони піднімалися за допомогою перевернутого сифона. Така технологія вимагає, щоб тунель був добре зароблений і був досить міцним для того, щоб витримати тиск води всередині сифону. Слід зауважити, навіть незважаючи на піднесений кут трубки, вода витікала з неї на рівень нижче того місця, звідки починався її інший кінець. Тому технічно не можна сказати, що римляни пустили воду вгору по горі.
Інші способи підняття води
У сучасному світі для того, щоб вода піднімалася вгору, використовуються насоси. Якщо звернутися до прикладів з минулого, то в деяких випадках люди вдавалися до допомоги водяного колеса. Якщо водяне колесо знаходиться в швидко поточному струмку, то енергії буде достатньо, щоб підняти невелику кількість води. Але для великих обсягів води цей метод не працює. Подібно можна використовувати Архімедів гвинт, щоб створити поточний вгору потік води на невеликій відстані, наприклад, в системах іригації.
Архімедів гвинт - це прилад, що складається з гвинтової спіралі всередині порожньої трубки. Прилад працює за рахунок обертання спіралі за допомогою вітряка або ручної праці.
Але цей метод також не працює для великої кількості води.