烟灰、彗星冰和药粉都有这个共同数字

如果你把一个碗里装满台球——我知道，现实生活中没有人会这样做——你会发现这些球会填满碗，密度为 74%。如果你把一个游泳池里装满保龄球——现实生活中没有人会这样做——这些球会填满游泳池，密度为……74%。

这是因为 74% 是完美球体填充空间的最大密度。球体的大小无关紧要。尽管这个想法很抽象，但有一个“现实生活”应用会体现这个数字。在预测气候变化的数学模型中，环境科学家通常假设烟尘在大气中的聚集密度为 74%。烟尘是全球变暖的主要因素，因此它在气候模型中发挥着重要作用。

然而，在一系列新的测量中，一组研究人员发现烟灰团的密度为 36%，而不是 74%。不仅如此，包括彗星中的物质在内的各种现实生活中的物质的密度也达到 36%。对于由小而坚硬的颗粒组成的物质来说，36% 可能是普遍的密度……它包含的东西比你想象的要多。

百分之三十六可能是一个普遍的密度。

为了验证这一结果，研究人员在美国国家标准与技术研究所的实验室中制造了烟灰。他们还招募了一名大学生和一名高中生进行一系列简单的测试。学生们将塑料球粘在一起，形成聚集体，以模仿烟灰颗粒在空气中形成的聚集体。烟灰颗粒之类的东西不会像台球那样均匀地填满空间，而是会聚集在一起，形成花边状的分形图案。然后，不同的力——从分子之间的力到重力的作用——会将这些花边状物质挤压成粗糙的球体。没错，两名学生在 NIST 的暑期实习期间，将塑料球粘在一起，制成这些有趣的块状球体，然后用这些球体装满碗和量筒，然后测量这些球体的聚集密度。科学感谢你们，全世界的学生。

研究人员发现，与实验室制造的烟灰一样，学生制造的塑料球聚集体的密度为 36%。当科学家们查阅已发表的科学文献时，他们发现在几个领域数字都接近 36%。陶瓷中使用的二氧化硅填充密度大致如此，药物粉末也是如此，因为药物粉末的颗粒往往会聚集在一起。美国宇航局对 20 颗彗星的测量估计它们的密度在 20% 到 40% 之间。

NIST 的研究人员本周在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的研究成果。他们将自己的学生列为研究作者之一。