“天宫”实验背后，原来有这么多科学奥秘！网友：考点满满！

揭开“天宫”实验背后的科学奥秘

10月12日，在中国空间站，“天宫课堂”第三课开讲了，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲为大家带来了一场精彩的太空科普课。

“天宫课堂”第三课开讲了。

大显身手的毛细效应

在空间站微重力环境下，陈冬用一个小实验展示了流体现象的天地差异。他将三根粗细不同的塑料管同时放在水中，最细的管子内液面飞速到达顶端，仿佛开启了“倍速模式”。

在毛细效应实验中，航天员展示了失重环境下液体显著的毛细现象，讲解了毛细现象的重要性及其工程应用。

陈冬展示流体现象的天地差异。

毛细效应，是液体表面对固体表面的吸引力。毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外液面；毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外液面。这种现象就是毛细效应，也叫毛细现象。

陈冬介绍说：“在太空，由于没有重力的束缚，（液体）表面张力作用会更加明显。”

液体的表面并不像我们肉眼看到的那样光滑平整，实际上，液体表面类似张紧的橡皮膜，如果液面是弯曲的，它就有变平的趋势。因此凹液面对下面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施以压力。浸润液体在毛细管中的液面是凹形的，它对下面的液体施加拉力，使液体沿着管壁上升，当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时，管内的液体停止上升，达到平衡。

在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子。植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管，它能把土壤里的水分吸上来。砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象。

神奇的微重力

在地面，如果吸管太长要很费力才能喝到饮料，而在问天实验舱中，刘洋用2米长的吸管，不仅成功喝到了芒果汁，还表示“很轻松”。

喝到芒果汁后，刘洋满脸笑容地介绍说：“地面由于重力的作用，我们使用饮水管喝水时，液体管越长吮吸也就越费力。但空间站是微重力环境，仅仅依靠吮吸的力量，就能喝到两米以外饮水袋中的饮料了。”

在“天宫课堂”上，航天员在做实验时经常提到的一个词就是“微重力”。

什么是微重力？

空间站在地球之上300千米至400千米的轨道上，相对于6000多千米的地球半径，在这个高度上重力并没有消失，会出现微重力的现象。

航天器在做近8千米/秒的高速运动，按照牛顿第一定律，它应该是保持远离地球的匀速直线运动，而由于地球引力的作用，航天器绕着地球做圆周运动。航天器所受的重力给它提供了绕地球做圆周运动所需的向心力。这两个力基本相等，因此在航天器上感受到的只有残余的重力，也就是微重力。

在地球上，生命体和物质受到重力的作用，某些本质规律会被掩盖。在微重力条件下，我们有希望发现被重力掩盖的物质的本质规律。

会“调头”的T字扳手

陈冬将空间站中的工具T字扳手在空中旋转后，扳手居然会自己翻身，时而头朝上，时而头朝下，反复不停。更为神奇的是，当他将两个扳手同时旋转时，它们展现出了完全不同的旋转姿态。

试验结束之后，陈冬告诉大家，这个现象是苏联宇航员贾尼别科夫首先发现的，所以也叫“贾尼别科夫现象”。

会“自己调头”的T字扳手。

你知道吗？“贾尼别科夫现象”被发现后，为了避免引发“世界末日”的恐慌，科学家将其保密了10年！

1985年6月，苏联宇航员贾尼别科夫在空间站里拆卸一个货包时，他轻轻弹了紧固螺母的一只“兔耳朵”，发现螺母旋转着飞向空中。

贾尼别科夫发现了一个奇怪的现象：紧固螺母并没有按一个状态往前飞，而是转几圈后翻了一个身，然后再转几圈又翻一个身，每一次翻转差不多都是180度！于是他将紧固螺母拧回去再试，还掏出另一只紧固螺母重复做这个实验，发现结果是一样的：紧固螺母会在旋转飞行的过程中不断翻转。

贾尼别科夫意识到这种现象可能与紧固螺母的重心偏离中轴线有关，于是他用橡皮泥捏了一颗球，在球的一端粘了个金属螺帽来改变重心，再将它旋转起来。结果橡皮泥球也跟紧固螺母一样，每转几圈就翻转180度，如此往复。

贾尼别科夫将他观察到的现象报告给了苏联宇航局，科学家们大吃一惊，认为非同小可，决定对这件事严格保密。

为什么苏联科学家如临大敌，要对一个新发现的太空物理现象如此惶恐呢？

因为大家都知道一个常识——我们的地球也像那颗橡皮泥球，它一刻不停地在旋转，并且地球也是一颗不均匀、不规则的球体。如果橡皮泥球会在没有外力作用的情况下突然“翻身”，那么地球南北极会不会也在未来某一天猛地掉个儿？

为了不引起世人的恐慌，科学家们决定在没有完全搞清楚原理之前，先把这件事压下来，不告诉任何人，并且一瞒就瞒了10年！

直到20世界90年代后期，人们才知道这个“秘密”其实早在150年前就被发现，法国数学家路易斯·庞索1834年还把它写进了书里，只是在地球重力环境下不容易观察到罢了。

为什么让拟南芥和水稻上太空？

拟南芥和水稻是两种模式的植物。其中，拟南芥代表双子叶、长日、十字花科植物，青菜、油菜等都属于十字花科；水稻则代表单子叶、短日、禾本科植物，小麦、玉米等粮食类作物都属于禾本科。所以，将拟南芥和水稻带进空间站，很有代表性。

空间站种植的拟南芥。

原标题：《“天宫”实验背后，原来有这么多科学奥秘！网友：考点满满！》

阅读原文