视频：科学家将巨型花岗岩球撞击在一起，模拟小行星碰撞

行星科学并非全靠望远镜和光谱线。有时你需要 40 英尺高的起重机、一个叫 A-Ray 的家伙的建议，以及一对 2,800 磅重的花岗岩球。真的需要。

科罗拉多州博尔德西南研究所的研究员丹·杜尔达 (Dan Durda) 想要验证太空岩石碰撞的机制，这有助于解释小行星和行星的形成。他从博尔德的一座艺术喷泉中汲取灵感，订购了一对直径 3 英尺的花岗岩球并对其进行了测试。

当小岩石相撞时，它们会像台球一样相互反弹，物理学家使用数学模型将这种反弹特性推断到更大的尺度，这可以帮助他们研究小行星和行星的形成过程。他们使用碰撞中外向速度与内向速度的比率，称为恢复系数。这是衡量碰撞中消耗了多少能量的指标。

对于巨石，你可能认为数值会发生变化，因为部分碰撞能量可能会被吸收，导致岩石破裂。但滑坡堆中存在巨大岩石表明岩石非常坚硬。Durda 想测试恢复系数在各种球体尺寸范围内是否相同，以验证当前的小行星和行星模型。他需要一些大球体来解决这个问题。

“它涉及我们在模拟小行星毁灭或土星环中大粒子时模拟的结果，”Durda 解释道。“它超出了该社区进行的标准研究的范围。当你必须租用两台 40 吨重的起重机进行行星科学实验时，你就是在做一些不同寻常的事情。”

Durda 办公室附近新建的一家户外商场设有一个喷泉，喷泉上雕刻着一个花岗岩球，这让他非常感兴趣。他查找了设计师 waterfountains.com，并订购了一对直径 1 米的花岗岩球。他说，它们是在中国开采和加工的。

Durda 的办公室位于博尔德一个非常时尚的地区——隔壁的水疗中心可能会反对几台大型起重机停在外面一周——所以他把实验带到了位于德克萨斯州圣安东尼奥的西南研究所总部。他租用的两台起重机还搭载了操作员 Alan Rawlings（又名 A-Ray）和 Chris Vest，他们与科学家 Naor Movshovitz、Derek C. Richardson、Erik Asphaug 和 Alex Morgan 一起被列为 Durda 论文的共同作者。Durda 说，他们对这个不同寻常的实验的兴趣给他留下了深刻的印象，并感谢他们就如何固定球体和释放球体以正确发出咔嗒声提出的建议。例如，A-Ray 想出了一个主意，使用束线带将球体固定在一定距离，然后用钢丝钳剪断它们以释放张力。

研究人员总共将球击打了 108 次，速度最高可达 3.5 英里/小时。请观看下面的视频，了解他们的实际操作。

Durda 表示：“在我们能够安全进行实验的速度下，数字结果非常相似。”这将有助于为碰撞物理模型提供信息，从而帮助科学家更多地了解小行星撞击、太空碎片堆积以及行星科学史上的更多内容。研究结果发表在 1 月的《Icarus》杂志上。

杜尔达说，在研究了岩石的碎裂声后，他和同事们开始研究球体。他们需要同一块花岗岩的小碎片进行后续研究，比如检查其成分。

“我们不想用锤子砸它们，而是想做一些对行星科学更有用的事情，那就是进行高速撞击，”他说。“最后我们用大炮射击它们，在它们的侧面留下了巨大的陨石坑。”

这些实验的结果尚未公布，但杜尔达表示他得到了一些令人惊讶的结果。

它的任务已经完成，现在其中一个死星化的球体被放置在 SWRI 的圣安东尼奥总部，证明了科学家有时需要的奇怪实验证据和花岗岩球。