無重力實驗

無重力的環境中，許多我們覺得習以為常的現象都變得不一樣。

2011年1月在人文與孩子討論「跟太空人對話」的議題時，我們也思考過類似的問題，也羅列出許多可能在太空中可能會產生不同結果的現象來問太空人，其中一項就是在太空中的火焰會有不一樣的狀態嗎？我們想到這個問題，是因為火在地球上的形狀，受到重力的影響很大，例如蠟燭燃燒的時候所產生的火焰，是因為蠟燭蒸氣是比較熱、密度比較低的，所以在重力的作用下，它會向上飄起，也使得蠟燭的火焰成為向上延伸的形狀。我們想像在無重力狀態下，因為沒有重力的影響，所以無論燭蕊中心的蒸氣不會有向上飄的問題，而是會影向四周擴散，所以我們想像他會成為球狀的。但是這個問題在詢問太空人時後，他們告訴我們，在太空中火是很難被控制的，所以他們基本上不會用火，而這個問題他們也沒有正式的回答。

今年九月，看到鄭永銘老師的部落格文章，提到無重力下的火焰狀態，提到無重力下的火焰狀態，其中引述了國外所做的無重力實驗，執行的方法很簡單，其實就是將實驗的內容，先預放在一個箱子裡，再將箱子從樓上丟下去，這個自由落體的過程，箱子裡面所呈現的就是一種微重力狀態，在國外的影片中蠟燭的火焰果然成為一種類似蕈狀火的現象，也符合我們在2011年所做的推論。

NASA的圖片，摘自「跟著鄭大師玩科學」

跟科學實驗社的同學討論之後，我們決定做這個實驗，同學們也很給力，一下子就將相關材料、器材準備好，所以我們也第一次感受短暫失重狀態的實驗。

第一次的實驗當然就是先重複國外影片中的實驗只是我們將木箱換成了紙箱，GoPro的攝影機換成另一台富士的防水相機，然後用鋁絲將相機、蠟燭固定之後我們就開始實驗。

紙箱內的固定方式，左側綁著相機，右側平台放置蠟燭。

測試的紀錄影片如下：

做完火焰形狀的實驗後，我們檢討的幾個問題首先因我們的蠋火不夠大縮小的程度比較看不清楚，其次，數位相機的解析度似乎差了一點。

接下來我們思考利用無重力的環境，我們還可以做什麼樣的實驗？

首先想到的是當我們不小心墜落的時候，我們會有嚇了一跳的感覺，這種反應甚至被用在電影的劇情裡面，我們想，是不是所有的生物，對於無重力的狀態都會有相同的反應，所以我們想用魚來試試看，再無重力的狀態下，會不會有驚慌失措的現象。

其次是我們都知道，在無重力狀態下，水滴會形成類似球狀的，假設我們現在有一個水流，突然之間這個系統進入一個無重力狀態，推測水應該不會再流動，然後原本在空間中流動的水柱，應該會慢慢的聚成水球。

實驗的結果是，小魚似乎沒有因為突然間進入無重力的狀態而有任何的驚慌失措，這個實驗我們重複了幾次，都得到相同的結果。但是這也有可能是魚的驚慌失措現象太過細微，而我們說使用的相機沒有辦法如此清晰地抓到畫面。

關於水柱變成球形的實驗，由於實驗的空間有限，在第一次實驗的進行中，水流沒有辦法如預期的在釋放的同時仍然保持原來的流向，導致相機沒有辦法拍到水柱，而這次實驗之後，器材就溼掉了所以我們也就暫時沒有辦法繼續做第二次的實驗。

總的來說我們找到了一個在地表可以有效地模擬微重力的實驗方式但是能夠維持的時間很短大約只有1秒所以實驗的內容不能太複雜，後續如果我們在想到其他的實驗內容我們也可以繼續再試試看。