摇得够猛就能“反转浮力”，阿基米德的棺材板还压得住吗？丨一周科技

欢迎收看一周科技。一只小船大头朝下漂浮在倒转的液面上，这到底是怎么做到的？接下来本文就将为大家揭晓。

巨石阵乐高

为了研究巨石阵的声音效果，科学家把它的微缩模型放进了声学实验室[1]。

“巨石阵乐高”| Accoustics Research Centre / university of Salford

这个1:12的模型被研究者称为“巨石阵乐高”。根据推测，4200年前的巨石阵总共有157块石头。研究者按照大小和形状，3D打印出了其中27块石头；并利用这些硅树脂模型，用水泥混合其他材料制作出了剩下的130快石头。在“巨石阵乐高”的内部和外部，研究者都放置了扬声器和麦克风，通过它们发出的从低频到高频的声音，可以测试巨石阵内的声音效果。

结果发现，虽然石头排列并不紧密，但巨石阵的结构能将内部发出的声音扩大，而不会投射到巨石阵外。巨石阵内部的声音，衰减60分贝需要0.6秒，这比一般客厅的0.4秒更长，但不及大型音乐厅大约2秒的衰退时间。与内部声音得到增强的效果不同，来自巨石阵外部的声音则没有这种现象。

倒转漂浮

本周《自然》发表的研究展示了一种有趣的现象：在特殊情况下，浮力似乎被“颠倒”，一只小船大头朝下地漂浮在倒转的液面上[2]。

Benjamin Apffel et al.

这是什么情况？在画面中，上下无色的部分都是空气，而中间蓝色的液体则是一层硅油。实验装置在垂直方向以60Hz持续振动，同时向硅油底部注入空气。垂直振动可以让原本不稳定的液-气界面变得稳定，使液体能被空气层托起，悬浮在上方。在这样的悬浮液体中，就可以在下方液面附近实现“反向漂浮”。这似乎有违直觉，但在“反向漂浮”的小船处，重力与浮力方向其实并没有发生改变。

论文中正向漂浮与反向漂浮的受力示意图，黑色箭头为浮力，红色为重力 | Benjamin Apffel et al.

理论上说，如果摇得更猛烈，更大尺度的液体悬浮同样可以实现。但即使如此，依然不要期待能摇出大头朝下的悬浮泳池——这一招只对硅油、甘油这样粘稠的液体好用，水的粘度太小，难以维持悬浮。目前，还不好说这种现象是否能找到实际用途。

黑洞合并

在9月2日发表的两篇论文中，研究者报告了迄今为止通过引力波探测到最大规模的一次黑洞合并事件[3]。

D. Ferguson, K. Jani, D. Shoemaker, P. Laguna, Georgia Tech, MAYA Collaboration

2019年5月21日，激光干涉引力波天文台（LIGO）与室女座探测器（Virgo）观测到了这一被命名为“GW190521”的黑洞合并事件。在该事件中，两个大约相当于太阳质量85倍与66倍的黑洞合并，产生了约相当于太阳质量142倍的新黑洞。通过这一观测，科学家们也首次直接确认了中等质量黑洞的存在。

偷信号开花

菟丝子是一类寄生植物，它们缠绕在寄主植物上，根和叶退化，基本不进行光合作用，只靠吸收宿主的养分维生。寄生的生活方式让菟丝子丢失了许多基因，其中包括控制开花的基因。连这么重要的基因都不要了，菟丝子要如何知道该何时开花？最近研究发现：菟丝子的开花信号，也是从寄主那里偷的[4]。

菟丝子与寄主同步开花 | GUO Han

在适当的环境条件下，植物会启动开花程序，合成与开花相关的信号蛋白。中科院昆明植物研究所的研究者发现，一种开花信号蛋白会由寄主植物进入寄生的南方菟丝子（Cuscuta australis），激活菟丝子的开花程序。通过偷取开花信号，菟丝子可以达到与寄主同步开花，这有利于它们的生存；如果菟丝子开得比寄主更早或更晚，它们从寄主那里获得的营养都无法达到最大化。

路面污染

在公路上，会带来空气污染的不仅是上面跑的车辆，还有路面本身——尤其是在外面又热又晒的时候。

沥青路面对空气污染亦有贡献 | 图虫创意

本周发表于《科学进展》的一项研究指出，平时容易被忽略的沥青路面其实也是应该关注的空气污染物来源[5]。研究者收集了新鲜沥青样本，在不同温度与光照条件测量了它们所释放的小分子有机物，并据此估计了沥青路面对空气质量的实际影响。这些释放的物质可在大气中经过反应，产生“二次有机气溶胶”——这是大气细颗粒物污染的重要组成部分。根据该研究的估计，如果只看产生二次有机气溶胶的前体物质这一方面，沥青道路可能会产生比车辆更大的影响。升温与光照都会增加沥青中这些物质的释放。

目前，研究者们还不清楚沥青材料究竟会持续释放这些污染物多长时间。不过，持续监测这一污染来源和寻找更加环保的替代材料都是应当考虑的举措。

参考文献

[1]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0305440320301394

[2]https://www.nature.com/articles/s41586-020-2643-8

[3]https://www.ligo.org/detections/GW190521.php

[4]https://www.pnas.org/content/early/2020/08/27/2009445117

[5]https://advances.sciencemag.org/content/6/36/eabb9785

作者：麦麦，窗敲雨

编辑：窗敲雨

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