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跟匈牙利科學家一起走進“物理風暴”

  • 發佈時間:2016-05-16 02:30:57  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  本報記者 王 冠

  “你已經有魔方了,這次給你一塊巧克力,好嗎?”七歲的小學生孟思然欣然接受了來自匈牙利科學家巧克力這個獎品,另一隻手拿著上一輪搶答題得來的微型魔方。和孟同學一起聽講座的小朋友也都是“滿載而歸”。

  5月15日上午9點半,在北京舉辦的科技活動周的“一帶一路”展區,兩位匈牙利科學院維格納物理研究中心的研究員帶來了一個“看”和一個“聽”的趣味科學實驗,讓觀眾看到“黑洞”,聽到管子裏的“顆粒音樂”。

  “黑洞可不是個玩具!在匈牙利傳説中,黑洞是個可以吞噬一切的球。它十分危險,掉進去就不能活命了。1783年,科學家對黑洞進行了描述,假想了一個物體引力足夠大,連光線都無法逃脫,但在當時並不知道有黑洞的存在。” Gergely博士講起了黑洞的科學由來。

  既然黑洞如此危險,不可靠近,那如何能“在家裏造黑洞”呢?

  “從地球上觀看星星,如果觀測點和星星中間有黑洞,我們就無法看到星星的真實位置,甚至可能觀察到兩個位置不同的相同星星,就是因為黑洞會改變光線的方向。這就是愛因斯坦的廣義相對論所預言的一種現象——引力透鏡效應。” Gergely博士向觀眾展示了幾種不同黑洞的引力透鏡效應。

  Gergely博士關掉投影儀和燈光,拿出鐳射筆,在墻上製造一個星光斑斕的假想夜空,又拿出了一個裝著酒瓶與高腳杯的籃子,開玩笑地説“在造‘黑洞’前需要先開個派對”,將瓶中的可樂與觀眾一起分享。

  “我們雖然不能看到黑洞,但可以通過不同品質分佈的透鏡,製造出不同的黑洞效應。高腳杯杯底,就像點品質的透鏡,酒瓶的瓶底,就像螺旋星系的透鏡。”Gergely博士拿著酒瓶對準鐳射筆,在墻上果然出現了與黑洞的引力透鏡效應類似的效果,説道:“這樣,在家就可以製作黑洞的效應啦!”

  Tamás博士帶來了一個1.5米左右的原柱形管子,底端放在盒子裏防止顆粒物流出,然後向管子裏裝填直徑為100—200微米的玻璃珠組成的顆粒材料。隨即,他向觀眾拋出一個問題“把管子提起來,會有什麼發生呢?”

  有觀眾説“顆粒不會流出來”,Tamás博士搖搖頭。有觀眾説“顆粒會流出來一些然後停住”,Tamás博士説還是不對。一旁的翻譯員提示,今天的展示主題是“筒倉音樂”。

  Tamás博士將麥克風對準管子的上端,提起管子,顆粒物緩緩流出,管子裏發出的蜂鳴聲一會兒上升一會兒下降。

  觀眾們不由自主地涌到前面,要看個究竟。

  為什麼會發出這樣的聲音呢?Tamás博士給出了兩種解釋:沙子之間發生粘滑運動,類似于使用時間長的門在開關時,卡住的地方會發出吱扭吱扭的聲音。另一種解釋就是在管子底端形成形狀如橋的拱形,又被上面流下來的沙子破壞,再又形成新的拱形,又被破壞,這樣就在管子中會形成波。聲音産生於管子的底端,沿管子向上傳播,聲波在管內形成共振。

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