يأمل العلماء في استخدام هذا النظام الصابوني لدراسة الكون
.jpg)
تدور قطرات الماء (الدوائر الداكنة) على غشاء الصابون، تمامًا كالمجرات المتصادمة، قبل أن تندمج.
ظهرت فيزياء اندماج المجرات في مكان غير متوقع: مادة فقاعات الصابون.
تتصرف قطرات الماء الموضوعة على غشاء صابون مسطح كالمجرات التي تدور حول بعضها قبل أن تندمج. وأثناء اندماجها، تتخذ قطرات الماء أشكالًا تُذكّر بتلك التي تظهر في الصور الفلكية للمجرات المتصادمة، كما أفاد الفيزيائي جان بول مارتيشانغ وزملاؤه في عدد أبريل من مجلة PNAS Nexus. قد تكون قطرات الماء مفيدة في نهاية المطاف لدراسة التجاذب الثقالي في المختبر، لفهم كيفية تصادم المجرات واندماجها بشكل أفضل.
عند وضع قطرة ماء على غشاء صابوني أفقي - في جهاز يُحاكي عصا الفقاعات في المختبر - تتخذ شكلاً شبيهاً بالأرجوحة، بعرض سنتيمتر واحد تقريباً. يُؤدي ذلك إلى تغيير شكل الغشاء الصابوني، وسحبه للأسفل. يتسبب هذا الترهل في انجذاب القطرات لبعضها البعض، ودورانها في مدارات، ثم اندماجها.
.jpg)
لتصوير قطرات الماء الشفافة، استغل الباحثون حقيقة أن كل قطرة تعمل كعدسة تُسبب ضبابية. وضعوا نمطاً عشوائياً من النقاط أسفل الغشاء. كشف تحديد أماكن الضبابية في هذا النمط عن مواقع القطرات وأشكالها.
تظهر هياكل مماثلة في قطرات الماء المندمجة على غشاء صابوني (أعلى؛ تُظهر الأشكال الداكنة أماكن الضبابية الناتجة عن القطرات) وفي المجرات المندمجة (أسفل). وذلك على الرغم من الاختلافات الشاسعة في الحجم: عشرات المليمترات لفقاعات الصابون مقابل عشرات الكيلوبارسيك للمجرات. (الكيلوبارسيك يساوي حوالي 3260 سنة ضوئية). مارتيشانج وآخرون/PNAS NEXUS، 2026
يقول مارتيشانج، الذي أجرى البحث في جامعة ليل بفرنسا، إن هذا التأثير غير المتوقع ظهر أثناء دراسة الباحثين لخصائص أخرى لأغشية الصابون. ويضيف: "بمجرد أن جربنا وضع الماء عليها ورأينا تلك العدسات، فكرنا ببساطة: لنعتمد هذا التأثير". وكشفت الدراسة الرياضية لهذا التأثير أن جاذبية قطرتي الماء المتحركتين تشبه جاذبية جسمين بفعل الجاذبية، ولكن في بعدين بدلًا من ثلاثة. ولا يزال الباحثون يجهلون ما إذا كان اندماج قطرات الماء يخضع أيضًا لقوانين الجاذبية، لكنهم لاحظوا في القطرات المندمجة بنىً شائعة في المجرات المتصادمة، مثل الجسور والأذرع الحلزونية.
وإذا تم فهم رياضيات اندماج القطرات فهمًا كاملًا، فسيمكن ذلك الباحثين من دراسة ظواهر تستغرق دهورًا في الطبيعة، بينما لا تستغرق سوى لحظات في المختبر. ثانية واحدة بالنسبة لقطرات الماء تعادل 460 مليون سنة في أعمار المجرات المندمجة.
المصدر: