肥皂泡膜上的水滴就像正在合并的星系

肥皂泡薄膜上的水滴就像正在合并的星系

科学家们希望能够利用这种肥皂泡系统来研究宇宙

J.P.马蒂尚等人《美国国家科学院院刊Nexus》，2026年

星系合并的物理学原理出现在了一个意想不到的地方：肥皂泡的构成物质中。

肥皂膜平面上的水滴就像相互环绕后合并的星系。物理学家让保罗马蒂尚及其同事在近期《PNASNexus》上报告称，当水滴合并时，它们呈现出的形状让人联想到碰撞星系的天文图像。这些水滴最终可能有助于在实验室中研究引力，以更好地理解星系如何碰撞和合并。

当水滴落在水平的肥皂膜上——相当于实验室里的泡泡棒形成的膜——会呈现出吊床般的形状，宽约一厘米。这会破坏肥皂膜的形状，将其向下拉。这种下垂会导致水滴相互吸引、环绕并合并。

为了可视化半透明的水滴，研究人员利用了每个水滴都像一个会造成模糊的透镜这一特性。他们在薄膜下方放置了随机分布的点阵。绘制出该图案模糊的区域，就能揭示水滴的位置和形状。

类似的结构出现在肥皂膜上聚结的水滴中（上图；深色形状显示水滴造成模糊的区域）和正在合并的星系中（下图）。尽管两者的尺度存在巨大差异——肥皂泡的尺度为数十毫米，而星系的尺度为数十千秒差距（1千秒差距约等于3260光年）。J.P.马蒂尚等人PNASNexus

马蒂尚说，这种意想不到的效果是研究人员在研究肥皂膜其他特性时出现的，他曾在法国里尔大学开展这项研究。有一次我们尝试往上面加水，看到了那些透镜，我们就想‘那就