德国科学家利用一个水漩涡实验室装置，成功模拟了行星形成过程中的引力场。通过追踪水中塑料微粒的运动，他们发现其轨迹符合开普勒定律描述的行星轨道规律。这项研究为理解行星诞生提供了一个直观的物理模型，展示了简单的日常现象如何帮助我们揭示宇宙的奥秘。
从浴缸到宇宙
长期以来，天文学家依赖复杂但并不完美的数学模型来研究行星是如何在巨大的旋转气体和尘埃盘中形成的。现在，研究人员转向了一种更直观的方法。
观看浴缸里的水旋转着流入下水道，这种简单的乐趣或许能帮助我们解开行星形成的谜团。
这个想法的核心是，一个实验室中的水龙卷可以模仿一个中心天体（如恒星）的 引力场，而水中的颗粒则能模拟环绕天体运行的气体和尘埃。
实验室中的水龙卷
为了验证这个想法，科学家们搭建了一个被称为“浴缸宇宙学”的实验装置。这个装置并非真正的浴缸，但原理相似。
- 基本结构: 由两个上下堆叠连接的水缸组成，上方水缸宽阔，下方水缸较窄。
- 模拟引力: 底部水缸的一个出口用来抽水，制造出向中心汇集的效果，这模拟了 引力。
- 制造漩涡: 一个水族箱用的水泵通过两个反向喷嘴推动水流，从而形成稳定的旋转漩涡。
- 模拟尘埃: 研究人员将微小的 塑料珠 投入漩涡中，用以代表在宇宙气流中漂浮的尘埃。
通过高速摄像机，团队能够精确追踪这些“宇宙尘埃”的运动轨迹。
实验结果与未来展望
分析结果显示，这个简单的水漩涡模型非常有效地再现了行星轨道的一些基本规律。塑料珠的运动轨迹与 开普勒定律 的两条关键内容基本吻合：
- 轨道速度在靠近中心时最快。
- 轨道的周期和尺寸之间存在明确的关系。
这证明了该原型装置能够很好地预测原行星盘中尘埃颗粒的行为。
马克斯·普朗克天文学研究所的马里奥·弗洛克 (Mario Flock) 评价道：“这个模拟实验目前的结果令人印象深刻。我相信，通过一些修改，我们可以进一步完善这个水龙卷模型，使其更接近科学应用。”
研究团队的下一步计划是优化该装置，使其能更精确地模拟天文学过程，为探索 行星诞生 的奥秘提供一个更强大的工具。这也提醒我们，宇宙的秘密有时就隐藏在最意想不到的地方。