跟匈牙利科學家一起走進「物理風暴」

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——北京科技活動周「一帶一路」展區見聞

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」，聽到管子里的「顆粒音樂」。

「黑洞可不是個玩具！在匈牙利傳說中，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「在家裡造黑洞」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，拿出激光筆，在牆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，開玩笑地說「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，但可以通過不同質量分布的透鏡，製造出不同的黑洞效應。高腳杯杯底，就像點質量的透鏡，酒瓶的瓶底，就像螺旋星系的透鏡。」Gergely博士拿著酒瓶對準激光筆，在牆上果然出現了與黑洞的引力透鏡效應類似的效果,說道：「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，底端放在盒子里防止顆粒物流出，然後向管子里裝填直徑為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？」

有觀眾說「顆粒不會流出來」，Tamás博士搖搖頭。有觀眾說「顆粒會流出來一些然後停住」，Tamás博士說還是不對。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，管子里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，類似於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。聲音產生於管子的底端，沿管子向上傳播，聲波在管內形成共振。

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