这个你每天刷牙时看见的现象，物理学家花了500年也找不到解释(6)

对于这个普遍性质，目前还不存在理论解释，但它应该和前面提过的重力不稳定机制是相容的。这并不令人惊讶，因为水跃正发生在重力作用开始变得不可忽略的地方。弗劳德数描述重力和惯性的局域影响的比值，对于所有的系统，它在这个点上的数值完全相同，与系统性质无关。并且，由于冲击条件，我们会在水跃刚刚发生的地方得到一个“通用”的弗劳德数。
表面张力的作用
此外，结合对水跃外部区域的精细建模，我们得以精确计算水跃的位置。最终，我们不需要对内部区域的水流进行任何假设，就得到了这个结果。多个理论物理学团队正在研究弗劳德数是否为恒定的，并尝试在方程中重现这一实验观察结果。因此，我们可以期待在未来几年中看到关于这个课题的重大突破。
如果说黏度发挥了重要作用，那么另一个在这个尺度上发挥重要作用的物理量——表面张力呢？在流体的表面，例如水和空气之间的界面，表层水分子之间的结合力和内部的情况不同，它倾向于最大程度地减小界面的面积。举例来说，这解释了雨滴为什么接近球形。
在大多数现有的水跃模型中，表面张力完全缺席。然而到了2018年，剑桥大学的拉杰什·巴加特（Rajesh Bhagat）和保尔·林登（Paul Linden）提出了一个新的模型，表明表面张力在水跃的形成过程中发挥了关键作用。这个结果看起来很好地调和了理论和实验。但在2019年，我和玻尔的团队一同提出，他们的模型可能建立在一个不可靠的假设之上。表面张力究竟扮演了怎样的角色？看起来我们离解决这个问题还很遥远。
最后这个转折正体现了这样一个事实：这场持久的激烈争论，只为解答这个看起来如此平凡又简单的问题。你洗碗的时候也可以看一看，你家水槽里的那个小圆圈到底有多大？
从水槽到中子星
尽管这个现象并不起眼，它却让我们得以深入理解那些和水跃毫无关系，尺度也要大上许多的事物。在天体物理学领域，我们将水跃现象应用到尺度要大上百万倍的现象中。2012年，法国原子能和替代能源委员（CEA）萨克雷研究中心的提耶利·弗格利佐（Thierry Foglizzo）和同事们提出，可以借助对水跃现象的模拟，来研究超新星的动态。
超新星指恒星生命结束时内核发生的爆炸。这一过程将形成中子星或黑洞，而星体外层被剧烈喷射到星际空间中。针对该天体物理现象的数值模拟证明，恒星爆炸过程会导致不对称，这是由爆炸的气体和在超新星爆发前的冲击波之间的不平衡产生的。为了在实验室尺度模拟这个现象，弗格利佐和团队提出了一个天才的设想——“反向环形水跃”。