فیزیک ادغام کهکشانها در جایی غیرمنتظره ظاهر شده است: در دل حبابهای صابون.
قطرههای آب که روی یک لایه صاف از فیلم صابونی قرار میگیرند، رفتاری شبیه کهکشانهایی دارند که پیش از ادغام، به دور یکدیگر میچرخند. هنگام ادغام، این قطرات شکلهایی به خود میگیرند که یادآور تصاویر نجومی از کهکشانهای در حال برخورد هستند. ژان-پل مارتیشانگ و همکارانش این نتایج را در شماره آوریل نشریه PNAS Nexus گزارش کردهاند.
پژوهشگران میگویند این قطرات آب ممکن است در آینده برای مطالعه نیروی گرانش و تعاملات مشابه آن در مقیاس آزمایشگاهی به کار روند تا درک بهتری از چگونگی برخورد و ادغام کهکشانها به دست آید.
وقتی یک قطره آب روی یک فیلم صابونی افقی—در نسخه آزمایشگاهی یک حبابساز—قرار داده میشود، شکلی شبیه یک آویز یا «ننو» به خود میگیرد که حدود یک سانتیمتر عرض دارد. این شکل، هندسه فیلم صابونی را مختل کرده و آن را به سمت پایین میکشد. این افتادگی در سطح باعث میشود قطرات به یکدیگر جذب شوند، به دور هم بچرخند و در نهایت با هم ادغام شوند.
برای مشاهده این قطرات شفاف، پژوهشگران از این ویژگی استفاده کردند که هر قطره مانند یک عدسی عمل کرده و باعث تاری تصویر میشود. آنها یک الگوی تصادفی از نقاط را در زیر فیلم قرار دادند. با نقشهبرداری از نواحیای که این الگو در آنها تار شده بود، توانستند محل و شکل قطرات را بازسازی کنند.
این اثر غیرمنتظره زمانی ظاهر شد که پژوهشگران در حال بررسی ویژگیهای دیگری از فیلمهای صابونی بودند، به گفته مارتیشانگ که این پژوهش را در دانشگاه لیل فرانسه انجام داده است. او میگوید: «وقتی آب را روی آن قرار دادیم و دیدیم این عدسیها شکل میگیرند، فقط گفتیم: بیایید همین را دنبال کنیم.»
بررسیهای ریاضی این پدیده نشان داد که نیروی جذب میان دو قطره آبِ در حال گردش، مشابه نیروی گرانش میان دو جسم است، اما در فضای دوبعدی به جای سهبعدی. پژوهشگران هنوز مطمئن نیستند که آیا فرایند ادغام قطرات نیز دقیقاً از قوانین گرانش پیروی میکند یا نه، اما در این فرایند ساختارهایی مشاهده کردند که معمولاً در کهکشانهای در حال برخورد دیده میشوند؛ مانند «پلهای ماده» و بازوهای مارپیچی.
اگر قوانین ریاضی ادغام قطرات بهطور کامل درک شوند، این سیستم میتواند امکان مطالعه پدیدههایی را فراهم کند که در طبیعت میلیونها سال طول میکشند، اما در آزمایشگاه تنها در چند لحظه رخ میدهند. بهطور تقریبی، یک ثانیه در سیستم قطرات آب معادل حدود ۴۶۰ میلیون سال در مقیاس برخورد کهکشانها است.
