有趣的科学难题:你认为最柔软的事物是什么?(3)
2023-05-25 来源:飞速影视
对于轨道而言,行星引力对主恒星起到一定的拖曳作用,由于多普勒频移(doppler shift)作用,行星对主恒星的规律性引力拖曳形成一定的轨道特征,并在恒星光线色彩中出现轻微变化。行星的引力拖曳强度与行星质量密切相关,质量和体积结合在一起,可推断该行星的密度,那些密度极低的行星,仅接近水密度的十分之一,这样的行星被称为“超级蓬松行星”。它们的体积与木星十分接近,但质量仅是木星的1%。
地球上长满青苔的山丘和沙滩可能是柔软的,但令人感到奇怪的是,超级蓬松行星表面几乎没有柔软的区域,这是因为该行星密度极低。中学生做的一个简单试验将告诉我们日常生活事物的密度大小——它是下沉的,还是漂浮的?岩石密度比水大许多,所以会沉入水中,相反冰的密度较小,就会漂浮在水面。在我们的太阳系,土星的密度低于水,所以人们可以将其想象为“漂浮在水面”的物体,但是系外超蓬松行星的密度甚至比冰更小,更接近于聚苯乙烯或者棉花糖的密度!
就像气泡从水中由下至上升起,由氢和氦构成的行星,其密度比岩石行星低许多。土星密度比构成它的气体密度略高一些,因为上层大气引力压缩了下层大气,因此存在密度接近棉花糖的系外行星。天文学家对此非常震惊:这太不可思议了,它如何在自身质量作用下不被压缩至更高密度?
尽管专家们提出一些理论观点,但超蓬松行星的谜团仍未解开,他们猜测超蓬松行星的大气层被恒星加热,使其变得蓬松,随着时间推移气体可以摆脱行星引力逃逸至太空中。或许从该行星上层大气逸出的尘埃导致科学家对这些星球体积的误判,或者是我们对行星密度的假设存在误区,我们真正观察到的是存在不透明光环的行星,它们挡住了源自主恒星的光线,从而导致我们对其体积的真实判断。幸运的是,天文学家计划寻找更多的超级蓬松行星,测量它们如何形成和演变,并了解超级蓬松行星的“柔软程度”。
约翰·海耶斯(John E。 Hayes),美国宾夕法尼亚州立大学感官评估中心副教授。
“对于冰淇淋的柔软程度,是结合可融性和作用力,需要用小勺挖才能感知冰淇淋的柔软融化度;而对于T恤衫,人们感知的柔软度是指我们指尖在织物上滑动产生的摩擦,也可能是压缩力和弯曲力的某种作用。”
柔软本质上是一种感知,这是大脑意识产生的,意味着仅能通过人类评估测量。对于任何人类的感觉系统,都有探测的极限值,存在最高值和最低值,在这些极限之外,我们无法分辨感知差异,即使是一台机器或者仪器。人们可以想一下玻璃和钻石的硬度,当人们指尖触摸它们时,它们对人体皮肤产生的压力大致相近,因此我们无法直接区分它们的压力。
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