向太空泡沫說你好。

歐空局在國際空間站有一個(gè)名為哥倫布的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室里是流體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，致力于研究微重力下流體的行為。目前，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室正被用來研究一種我們大多數(shù)人可能不會花太多時(shí)間思考的物質(zhì)：泡沫。

泡沫基本上是液體和氣體的混合物，氣體被困在氣泡中。我們用它們做各種各樣的事情，從剃須膏到阻燃劑。有些泡沫是被困在固體中的氣泡，比如泡沫塑料，但原理是一樣的。

? ? ? ?

? ? ?

在地球上，重力支配著液體泡沫。有不同大小的氣泡，重力將單個(gè)氣泡之間的流體向下拉。較小的氣泡收縮，也合并成較大的氣泡。最終，當(dāng)重力把所有的液體拉下來時(shí)，氣泡會爆裂，泡沫會消散。

? ? ? ?

? ? ?

但是科學(xué)家們想知道更多關(guān)于泡沫的行為，這就是這個(gè)實(shí)驗(yàn)背后的原因。在微重力環(huán)境下，將液體向下拉的力較小，泡沫持續(xù)的時(shí)間更長。這讓研究人員有時(shí)間更嚴(yán)格地研究它。盡管液體泡沫在我們的生活中司空見慣，但對這些濕泡沫的詳細(xì)物理性質(zhì)卻知之甚少。例如，一些液體在微重力下攪拌或搖動時(shí)會形成泡沫，而地球上的同一種液體則不會。

這些新實(shí)驗(yàn)的背后有一些歷史了。早在2009年，宇航員弗蘭克德溫恩就進(jìn)行了泡沫穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。

? ? ? ?

? ? ?

歐空局宇航員弗蘭克·德溫恩在國際空間站上進(jìn)行了2009年泡沫穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。圖片來源：歐空局

德溫恩的實(shí)驗(yàn)包括搖晃不同的液體并監(jiān)測變化。這些液體包括純凈水、蛋白質(zhì)基液體和其他類型的液體。共檢測了60個(gè)樣品。泡沫的行為與地球上大不相同。這些液體比地球上的液體穩(wěn)定得更快，產(chǎn)生的泡沫也更多?；旧希瑢?shí)驗(yàn)表明在微重力下可以制造出超穩(wěn)定的泡沫。

? ? ? ?

? ? ?

這是2009年泡沫穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)的圖像。它顯示了四對相同的樣本。每一對的左邊是微重力樣品，右邊是地球用同樣的液體做的實(shí)驗(yàn)。微重力實(shí)驗(yàn)中的泡沫顯然比地球上的泡沫持續(xù)的時(shí)間長得多。圖片來源：N.Vandewalle等人，2011年。

這個(gè)新的實(shí)驗(yàn)稱為泡沫粗化，它建立在2009年泡沫穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。新的實(shí)驗(yàn)將集中于密切觀察泡沫在不同液體階段的運(yùn)動，特別是當(dāng)泡沫轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)時(shí)。在地球引力的作用下，這種觀測是不可能的。

? ? ? ?

? ? ?

這是歐空局在國際空間站上的泡沫變粗的早期圖像。這是一張測試圖片，但它顯示到目前為止，一切都按計(jì)劃進(jìn)行。圖片來源：歐空局

流體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)多功能的設(shè)備。它可以由國際空間站上的宇航員操作，也可以在“遠(yuǎn)程科學(xué)”模式下操作。在即將到來的泡沫粗化實(shí)驗(yàn)中，它將在比利時(shí)遠(yuǎn)程操作。這張?zhí)张菽牡谝粡垐D片是一張測試圖片。

?

? ? ? ?

? ? ?

歐空局流體科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的藝術(shù)家圖像。它可以由宇航員操作，也可以遠(yuǎn)程操作。在泡沫粗化實(shí)驗(yàn)中，它將由比利時(shí)布魯塞爾的比利時(shí)用戶操作中心的研究人員遠(yuǎn)程操作。圖片來源：美國宇航局

?

在泡沫粗化實(shí)驗(yàn)中，泡沫是在獨(dú)立的細(xì)胞中，并保存由活塞搖動并用激光光學(xué)和高分辨率相機(jī)分析的液體。研究人員將密切觀察泡沫在微重力下的行為。

結(jié)果不僅僅是空間問題。對泡沫的進(jìn)一步了解可能會影響我們在地球上的日常生活。雖然我們都熟悉剃須泡沫，但泡沫在各種制造工藝中都有使用。它們甚至被用于建筑。

? ? ? ?

? ? ?

然而，這個(gè)實(shí)驗(yàn)與“量子泡沫”無關(guān)，后者是一個(gè)完全不同的話題。

作者: universetoday

FY: Loria

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請于三十日以內(nèi)聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處