如果您要在一个碗里装满台球，我当然知道现实生活中没人这么做，您会发现台球占据了碗的74%的空间。如果您要在一个泳池里装满保龄球——真的没人这么做——保龄球会占据泳池的... 74%的空间。
这是因为74%是完美球体填充空间的最高密度。球体大小无关紧要。虽然这个想法有些抽象，但有一个“现实生活”中的应用会用到这个数字。在预测气候变化的数学模型中，环境科学家通常假设大气中的烟尘聚集体的密度为74%。烟尘是全球变暖的主要贡献者，因此在全球气候模型中扮演着重要角色。
然而，在一系列新的测量中，一个研究团队发现烟尘的堆积密度为36%，而不是74%。不仅如此，许多现实生活中的物品，包括彗星中的物质，其堆积密度也为36%。36%可能是由小型刚性颗粒制成的物品的通用密度……而这类物品比您想象的要多。
36%可能是一种通用密度。
为了验证他们的发现，研究人员在美国国家标准与技术研究院（NIST）实验室制作了烟尘。他们还招募了一名大学生和一名高中生，进行了一系列简单的测试。学生们将塑料球粘合在一起，形成模拟空气中烟尘颗粒聚集体的结构。与台球均匀填充空间不同，烟尘颗粒等会聚集在一起形成类似蕾丝的、分形的图案。然后，不同类型的力——从分子间的力到重力的作用——会将这些蕾丝状的物质压缩成粗糙的球体。所以，是的，两名学生在他们的暑期实习期间，在NIST将塑料球粘合成这些奇特的、形状不规则的球体，然后将这些球体装入碗和量筒中，再测量这些球体的堆积密度。全世界的学生们，科学感谢你们。
研究人员发现，与实验室制造的烟尘一样，学生制作的塑料球聚集体的堆积密度为36%。当科学家们查阅已发表的科学文献时，他们在多个领域都发现了接近36%的数字。用于陶瓷的二氧化硅的填充密度大致也是如此，具有颗粒容易结块的药物粉末也是如此。美国宇航局对20颗彗星的测量估计，它们的密度范围在20%到40%之间。
NIST的研究人员本周在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academies of Sciences）上发表了他们的研究成果。他们将他们的学生列为该研究的作者之一。
