

很少有人喜欢常温的香槟。我们大多数人都喜欢冰镇的起泡酒,但如果我们不那么依赖制冷,我们也许早就看到了蓝色的烟雾。哎呀。
幸运的是,法国有一个专门研究酒精发泡的领域,当然了,确实存在。这些物理学家甚至就驻扎在香槟区,在兰斯香槟-阿登大学。他们最初并不是想寻找蓝色的烟雾,尽管它在《科学报告》中呈现了壮观的景象,他们最近在那里发表了他们的研究结果。他们偶然发现了它,就像煤矿里的蓝宝石——一颗在瞬间爆发生命力,然后化为(几乎)字面意义上的烟雾的蓝宝石。

但要理解温热香槟瓶颈内部神秘的蓝色光芒,你首先必须理解物理学家们最初试图弄清楚的问题。
当瓶塞从香槟瓶中弹出时,你经常会看到一股白色气体喷涌而出。大多数人可能从未仔细思考过这微小的云团是什么,但如果让他们稍微想一下,他们可能会说那是二氧化碳从瓶子里逸出。毕竟,香槟的碳酸化是通过在高压下溶解气体来实现的,因此打开瓶盖时会发出令人满意的“砰”的一声。由此推断,当冰冷的液体逸出时会产生一些蒸汽。
只有一个问题:烟雾并非源自瓶颈内部。它是从外部,向内部移动的。不过,实时观看的人可能看不出来。首先,香槟瓶的颜色通常是深绿色,不利于观察蒸汽细节。其次,这一切发生得太快,人眼无法捕捉。你需要通过高速相机来观察。
在这些帧率下,你可以看到云团进入瓶子。物理学家们推断,这一定是空气中迅速冷却的水蒸气,被逸出的二氧化碳凝结而成。喷出的气体之所以冷,是因为它经过了冷却,但它的温度也在因另一个更复杂的词汇而下降:绝热冷却。
绝热冷却基本上就是气体体积增大时,温度降低(反之亦然)的原理。因此,当香槟瓶内高压气体突然膨胀到周围大气中时,它会迅速冷却。在这种情况下,它足够冷,可以凝结一些水蒸气。这实际上与空调和制冷的工作原理相同——它们都是制冷剂的循环,制冷剂会根据需要膨胀和收缩,以便向空间添加或移除热量。实际过程稍微复杂一些,但科学原理是相同的。
当香槟冷藏时,他们一致看到那种白色蒸汽从外部流入内部。但当香槟温度达到华氏 68 度(接近室温)时,他们看到蓝色的烟雾从内部开始并向外移动。这意味着它不可能是水蒸气。瓶内的气体主要是二氧化碳气体,所以不应该在那里凝结水。
结果发现,蓝色的烟雾实际上是冻结的二氧化碳与瓶内的冰晶簇结合的结果。考虑到香槟相当温暖,这可能听起来很奇怪。这都归结于绝热冷却原理。当使用冰镇的起泡酒时,瓶内的气体压力并不高,因此膨胀和绝热冷却的程度也较小。由于温热的香槟一开始压力就很高,它能够膨胀得更多,因此冷却得也更多。最终,来自温热瓶子的气体实际上比来自冰镇瓶子的气体温度更低。并且冷到足以暂时冻结二氧化碳和水。
至于为什么是蓝色的?嗯,和天空是蓝色的原因一样,傻瓜!瑞利散射发生在光线撞击比其波长小得多的分子时,会最广泛地散射短波长——例如蓝色。顺便说一下,它也会散射大量的紫光,但我们眼睛中的视锥细胞很难捕捉到那个波长,所以我们只会看到一点点紫色的色调,这使得蓝色看起来更浅。总之,香槟中短暂冻结的气体具有相同的瑞利散射效应,因此呈现蓝色。
所以下次你打开一瓶起泡酒时,请记住那抹蓝色的烟雾。记住它——并告诉你的朋友们。