В детстве многие из нас могли часами играть с пузырями — выдувать их, бегать за ними, подпрыгивать и лопать их в воздухе. Но когда мы становимся взрослыми, мы почти не думаем о пузырях. Тем не менее, оказывается, что мы зря их игнорируем. На самом деле, эти карманы газа куда интереснее и полезнее, чем думает большинство людей.
Учёные уже научились оставлять зашифрованные сообщения в пузырьках льда, превращать мыльную пену в лазеры, а также создавать в космосе странные антипузыри. Даже такие гении, как Леонардо да Винчи, задумывались о пузырях, но так и не смогли до конца их понять. От квантовых вспышек до гигантов галактик — вот десять научных фактов, которые доказывают, насколько удивительными могут быть пузыри.
Пузырчатая плёнка MIT собирает питьевую воду из воздуха
Когда вы слышите о пузырчатой плёнке, вы, возможно, представляете себе упаковку для хрупких вещей или вспоминаете приятный звук лопающихся пузырьков. Однако учёные из Массачусетского технологического института (MIT) взглянули на пузырчатую плёнку иначе и предложили использовать её для сбора питьевой воды даже в самых суровых климатических условиях.
Их устройство, основанное на пузырях, работает там, где в воздухе есть хоть немного влаги. Оно эффективно даже в засушливых районах, таких как Долина Смерти. Особый материал — гидрогель — ночью вытягивает водяной пар из атмосферы. Так на поверхности появляются купола, напоминающие лист пузырчатой плёнки.
Пузыри увеличиваются, когда вещество впитывает влагу. Гель помещён между двумя стеклянными пластинами. Днём вода конденсируется на стекле и через трубки стекает в резервуар. Для работы всей системы не требуется электричество.
Учёные испытывали изобретение неделю в Долине Смерти в Калифорнии. Каждый день устройство собирало от 57 до 161 миллилитра воды — этого хватило бы на две трети стандартной чашки. Согласно расчётам, несколько панелей такой высокотехнологичной пузырчатой плёнки смогут обеспечить питьевой водой дом в любой точке мира, где её сложно найти.
Квантовая физика объясняет, почему лопающиеся пузыри иногда светятся
Поверить сложно, но некоторые пузыри при лопании излучают вспышку света. Этот эффект называется сонолюминесценцией. Учёные воздействуют на крошечный пузырёк газа мощными звуковыми волнами, и тот внезапно схлопывается, испуская вспышки голубого света с высокой энергией. Некоторые виды креветок-богомолов способны создавать подобный эффект, воздействуя на воздушные пузыри в воде.
Эксперты до сих пор не до конца понимают природу сонолюминесценции, однако ясно, что важную роль играет квантовая физика. Когда пузырь схлопывается, он выпускает мельчайшие частицы света — фотоны. Учёные изучили их и обнаружили, что вспышки имеют квантовую природу.
Исследователи надеются, что в будущем этот эффект поможет создать более дешёвые и эффективные источники квантового света. Тем не менее, пока многое остаётся непонятным, и учёные продолжают искать разгадку этого явления.
Учёные решили загадку, над которой ломал голову даже Леонардо да Винчи
Некоторые из самых великих умов человечества пытались понять природу пузырей. Леонардо да Винчи, например, в своих записях называл пузыри «маленькими облаками, скрывающими математическую загадку».
Хотя да Винчи изменил наше представление о мире, кое-что оставалось за пределами его понимания. Он не мог объяснить, почему пузыри в газированных напитках поднимаются с разной скоростью. Маленькие пузыри взмывают вверх быстро, а крупные медленно двигаются зигзагами.
Учёным понадобилось более пятисот лет, чтобы разгадать эту тайну. Они измерили радиусы пузырьков в воде и создали компьютерную модель, основанную на уравнениях несжимаемых жидкостей. Оказалось, что по мере подъёма сферические пузыри сверху слегка сплющиваются. У крупных пузырей из-за этого под ними возникает крошечный вихрь. Именно он заставляет пузыри наклоняться и двигаться из стороны в сторону.
В пузырях льда можно прятать закодированные сообщения
Учёные постоянно придумывают необычные способы хранения секретных посланий. Пузыри не стали исключением. В суровом холоде полярных областей Земли люди могут передавать друг другу зашифрованные сообщения с помощью воздушных пузырей, застывших во льду.
Меняя размер, форму и положение пузырей, можно зашифровать информацию, например, в двоичном коде или азбуке Морзе. Эту идею впервые представили учёные из Пекина в 2025 году в статье для журнала Cell Reports Physical Science. Их вдохновили пузырьки воздуха, которые обычно образуются в ледниках.
По словам инженера Мэнцзе Сун, в естественно холодных районах использование пузырей для передачи и хранения сообщений требует меньше энергии, чем телекоммуникации. При этом такой способ гораздо более скрытный, чем бумажные документы. Эти послания во льду могут храниться очень долго, а читать их — просто и удобно.
Антипузыри — необычная игрушка или будущее доставки лекарств?
Пузыри встречаются везде — от морских глубин до далёких планет. Но что такое антипузырь? Хотя это звучит как что-то из фантастики, на самом деле у пузырей есть удивительный «антипод».
Обычный пузырь — это карман газа, окружённый жидкой плёнкой. Антипузырь — наоборот, это капля жидкости, окружённая слоем газа. Создать антипузыри проще, чем кажется. Для этого достаточно капнуть воду в миску с мыльной водой. Турбулентный поток формирует вокруг капли тонкую воздушную оболочку, и так появляется антипузырь.
Учёные воспроизводили этот эффект с каплями жидкости и горячим маслом. Но дальше всех продвинулся астронавт NASA Дон Петтит. В 2012 году он создал антипузырь на Международной космической станции. Сначала он сформировал большую сферу воды, а затем с помощью шприца впрыснул внутрь воздух, создав пузырь внутри антипузыря.
Всё это может показаться забавным экспериментом, но эксперты считают, что антипузыри могут пригодиться медицине. Учёные отмечают, что особая структура антипузырей делает их перспективными для доставки лекарств и терапии. Главная сложность сейчас в том, что антипузыри живут недолго — обычно они лопаются через несколько минут или часов.
Огромные пузыри на поверхности звезды-красного гиганта
В 180 световых годах от Земли находится гигантская звезда, которая выбрасывает в космос огромные пузыри газа. Эти пузыри могут быть в 75 раз больше, чем Солнце. Такие гигантские газовые пузыри появляются на поверхности красного гиганта R Дорадо в созвездии Золотой Рыбы. Эта яркая звезда приближается к концу своего жизненного пути и начинает расширяться.
По всей поверхности R Дорадо возникают и лопаются раскалённые пузыри газа. В 2024 году астрономы впервые опубликовали изображения этой гигантской «звёздной пены». Это был первый случай, когда подобные пузыри удалось рассмотреть на звезде, отличной от Солнца.
Фотографии сделали с помощью комплекса радиотелескопов ALMA в Чили. Учёные отмечают, что наблюдение за такими звёздами, как R Дорадо, позволяет лучше понять, что произойдёт с нашим Солнцем, когда через 5 миллиардов лет оно начнёт расширяться и поглощать планеты.
Учёные превратили мыльные пузыри в лазеры
Это открытие похоже на сюжет научной фантастики. В 2024 году физики из Словении придумали способ превращать мыльные пузыри в лазеры. Они создавали крошечные пузыри всего в несколько миллиметров диаметром, добавляли в них флуоресцентный краситель, а затем освещали лазером.
После этого пузыри начинали светиться. Учёные заметили, что длина волны света, испускаемого пузырём, зависит от его размера. Они надеются использовать этот эффект для создания датчиков, способных фиксировать даже малейшие изменения давления или электрического поля.
Сейчас команда планирует повторить эксперимент с пузырями из смектических жидких кристаллов. Такие пузыри живут гораздо дольше, чем мыльные, и дают более стабильный результат.
Учёные раскрыли загадку пузырьков шампанского
Если вы когда-нибудь пили шампанское, вы наверняка замечали, что его пузырьки движутся к поверхности ровными и аккуратными рядами. В других газированных напитках такого не наблюдается. В чём секрет? Всё дело в особых мыльных молекулах — сурфактантах.
В шампанском, просекко и игристых винах сурфактантов гораздо больше, чем в других напитках. Эти белки не только придают напиткам приятный вкус, но и формируют ровные цепочки пузырей. Учёные из США и Франции даже добавили сурфактанты в обычное пиво, и оно заиграло пузырями, как шампанское.
Исследования пузырьков в шампанском, возможно, не выглядят вершиной науки, однако полученные данные могут пригодиться в промышленности. Например, они помогут понять, как метан и углекислый газ выходят из глубоководных источников, или позволят контролировать состояние воды в очистных резервуарах.
Огромный космический пузырь, возможно, — след от Большого взрыва
В глубинах космоса находится гигантский пузырь, который, по мнению астрономов, может быть остатком Большого взрыва. Этот загадочный объект почти в миллиард световых лет в диаметре. Свету потребовался бы миллиард лет, чтобы пройти от одного края до другого.
Астрономы обнаружили этот огромный пузырь на расстоянии 820 миллионов световых лет от Млечного Пути. Он получил название Хо’олейлана (Ho’oleilana). Учёные считают, что перед ними пример барионной акустической осцилляции — структуры, появившейся в первые мгновения существования Вселенной. Тогда плотная и горячая смесь частиц подвергалась воздействию мощных звуковых волн. Когда космос начал остывать, волны как бы «заморозились» в пространстве.
Вселенная продолжает расширяться благодаря тёмной энергии. По мере роста космоса замороженные осцилляции тоже растягиваются, увеличиваясь до колоссальных размеров. Пузырь Хо’олейлана оказался гораздо больше, чем ожидали учёные. Это может говорить о том, что Вселенная расширяется быстрее, чем считалось ранее. Астрономы надеются, что дальнейшее изучение пузыря поможет раскрыть загадку тёмной энергии.
Горбатые киты используют пузыри для общения — даже с людьми
Морские млекопитающие оказываются намного умнее, чем мы привыкли думать. Горбатые киты — настоящие мастера пузырей. Они создают огромные кольца из пузырей, чтобы загонять рыбу в ловушку. Самцы используют такие пузырные вихри, чтобы произвести впечатление на самку. Иногда киты даже защищают других животных от хищников, создавая вокруг них пузырные кольца.
Однако учёные недавно выяснили, что киты могут использовать свои пузырные конструкции и для общения с людьми. Когда киты встречают лодку или пловца, они часто играют и демонстрируют любопытство — например, пуская кольца пузырей в их сторону. В исследовании 2025 года, опубликованном в журнале Marine Mammal Science, выдвинута гипотеза: так киты пытаются вступить в контакт с человеком.
Учёные наблюдали почти 40 пузырных колец, созданных 11 китами разных возрастов. Ни один из китов не проявлял агрессии по отношению к людям. В большинстве случаев киты не охотились и находились в одиночестве. Это доказывает, что они не пытались ловить рыбу или звать сородичей.
«Сейчас нам удалось найти дюжину китов из разных популяций по всему миру, — рассказывает автор исследования Джоди Фредиани. — Большинство из них по собственной инициативе подплывали к лодкам или пловцам и запускали пузырные кольца во время таких проявлений любопытства».
