撰文丨Phil Dooly
翻译丨于颖卓
修改丨杨心舟
酒吧里常常会呈现一种恶作剧，敲一下朋友的啤酒瓶口，啤酒就会带着很多泡沫忽然喷涌而出。一些人觉得十分好玩，另一些人会为此气愤，而西班牙物理学家哈维尔·罗德里格斯-罗德里格斯（Javier Rodríguez-Rodríguez）则对这一现象发作了激烈的猎奇。
罗德里格斯来自马德里卡洛斯三世大学（University Carlos III of Madrid），他曾对这一古怪的现象展开了研讨。在这一进程中，他发现一杯啤酒中居然隐藏着许多杂乱的物理学问题，可以协助科学家们了解火山爆发乃至小行星构成的一系列物理进程。
“啤酒杯中有着各式各样的物理现象，每一次你喝啤酒时，这些物理原理都会展现在你面前。”罗德里格斯表明。为了研讨自由落体微重力环境下啤酒中气泡的构成进程，他乃至让自己的博士生将啤酒从100米高塔上扔了下去。
他和罗伯特·泽尼特（Robert Zenit）一同在《今天物理》上宣布了一篇总述文章，叙述了有关啤酒的各种本相，里边这样写道：“含二氧化碳的饮料是一种便携式试验室，可以以风趣的方法展现自然界和工业中存在的各种流体是怎么运作的。”
啤酒之所以可以展现许多物理进程，是因为它在发酵进程中会发作二氧化碳，并终究成为饱满的二氧化碳溶液。咱们平常喝的碳酸饮料也相同充满着二氧化碳，不过其是运用外力加压将二氧化碳充入液体。
而酿制啤酒的时分，是由酵母发酵开释出细小的二氧化碳气泡，然后逐步增加了瓶内的压力。一部分二氧化碳气体溶解到了啤酒中，溶解量则由亨利规律（Henry’s law）决议：即压力越高，气体溶解越多。
翻开酒瓶的瞬间，压力被开释，液体中可以溶解的气体量也减少了，也便是说溶液中的二氧化碳变得过饱满了。不过想要改变这种过饱满状况还需要一点儿时刻。大约几个小时后，二氧化碳继续开释直到抵达新的平衡点，也便是常说的啤酒“没气”了。
而这一进程中，人们可以经过操控气体开释的速度来制作许多风趣的现象，啤酒敲击恶作剧便是其中之一。
图片来历：Morgan Walker
罗德里格斯第一次有关这一现象的研讨宣布在了《物理谈论快报》上，并提醒了啤酒会忽然喷射，首要是液体中由下向上移动的压力波导致的。
因为当你忽然击打啤酒瓶口时，啤酒因为惯性有一会儿是相对停止的。这种影响关于瓶侧的啤酒来说影响不大，因为玻璃瓶侧壁会从啤酒周围划过，一直能给啤酒安稳的旁边面压力。
可是，这一行为对坐落底部的啤酒来说影响就很大了，啤酒瓶底部瞬间下移，而啤酒暂时坚持停止，因而瓶底的啤酒遭到的压力会忽然下降。而且这片低压区会不断往上延伸，这意味着二氧化碳的溶解度会敏捷下降，啤酒会构成很多的二氧化碳气泡。
而当惯性结束时，瓶中的啤酒很快也开端向下运动，当碰触到啤酒瓶底部时液压也得以康复。这出人意料的高压粉碎了刚刚构成的气泡，把它们变成了上百万个更小的气泡。
图片来历：罗德里格斯试验室
这时，这些气泡会呈云状开端上升，并在上升进程中吸收更多的二氧化碳，变得更大。只需一到两秒，它们就能抵达顶部而且以泡沫的方式溢出。这片气泡云的上升进程首要依赖于气泡的浮力，因而罗德里格斯开端考虑零重力环境下会发作什么。
当然他们没有将啤酒送入太空，而是决议从德国不来梅运用空间技术和微重力中心（ZARM）的100米高的试验塔上扔下一些啤酒。
为了展开试验，他们不得不寻觅一种代替液体。“咱们不能运用啤酒，” 罗德里格斯说，“因为啤酒会将试验室弄得很脏。”终究，他们运用富含碳酸的水作为了代替品，因而研讨团队可以观察到微重力环境下气泡云在液体里的生成、移动与改变，并取得这一进程的高速录像。
别的，罗德里格斯的研讨还探究了宇航员能否喝啤酒或许碳酸饮料这一重要问题，究竟，宇航员或许偶然也想喝点含气饮料。可是，在太空失重的情况下喝碳酸饮料，真的没问题吗？
在地表上，因为气泡存在浮力，因而碳酸饮料的气体可以在胃里升起并被排出，但罗德里格斯指出，在零重力环境下，气泡就不具有浮力了。
“气泡无法从消化系统内的液体中上浮并逃逸，而是留在原地构成更大的气泡，因而会导致胃肠道肿痛。所以，在太空失重的环境下可不能喝气泡饮料！”他和泽尼特在他们的总述文章中写道。
罗德里格斯供认有时分会将做试验用的啤酒喝掉，但他也表明自己没有运用政府研讨基金来做这件事。他说研讨经费中不允许有酒精消费，所以他用自己的钱购买了一切用于试验的啤酒。
“我把这笔钱称作是是罗德里格斯前进基金。”他弥补道。他们在微重力条件下的试验成果现在正在预备之中，并将很快向期刊投稿。
https://cosmosmagazine.com/physics/in-lager-veritas-the-physics-of-beer
