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2025-05-01物理學家發現 開啤酒的聲音聽起來像「啊」 665 期

Author 作者 編輯部

德國哥根廷大學(University of Göttingen)物理學家,同時身兼自釀啤酒忠實擁護者的柯赫(Max Koch)利用高速攝影機捕捉啤酒開瓶的瞬間,發現了其中的聲學與物理奧祕,相關研究刊於《流體物理學》(Physics of Fluids)期刊的「廚房中的流體」(kitchen flows)專刊。

柯赫發現,打開掀蓋式玻璃瓶(swing-top bottle)的彈簧開關時,聲音並非來自單一衝擊波(shockwave),而是駐波,類似一聲短促的「啊」(ah)。藉由高速攝影,團隊捕捉到瓶蓋彈開瞬間,瓶頸處的凝結水珠在駐波垂直振動,再結合錄音與流體力學的計算,證明了這正是聲音的來源。聲音頻率比把瓶子當成口哨來吹時所發出的共鳴還低,來自瓶內二氧化碳(CO2)與空氣結合後的突然膨脹;強烈的冷卻效應將溫度降至零下50℃,則連帶減低了聲速。而這個瞬間在瓶頸內發出的聲音,分貝(decibel, dB)其實很大,甚至超過一公尺範圍內聽見的飛機渦輪聲,不過非常短暫。

團隊還發現,銳利瓶蓋劃過瓶身玻璃時出現的動量(momentum)轉換也可能使二氧化碳泡泡增加,導致泡沫噴湧。此外,目前這項研究也仍有些未竟之處。在「啊」之前,數值模擬其實出現了另一個更強的波峰,實驗中卻並未觀測到這個峰,這是目前物理學界與啤酒愛好者皆尚未破解的謎,有待未來學者投入研究。

柯赫補充,實驗過程中的另一項挑戰,則是如何在灌下一瓶又一瓶自釀啤酒後仍保持清醒。

Koch, M. et al. (2025). On the popping sound and liquid sloshing when opening a beer bottle featured. Physics of Fluids. 37(3): 036135.