如果你想象每一滴雨都是一颗微小的陨石，正在威胁着微型恐龙，或者将小小的宇航员本·阿弗莱克送入太空，那么雨天将变得更加戏剧化。事实证明，除了最后一部分，你的想象并没有离谱太远。研究人员发现，小行星撞击形成的陨石坑与雨滴在沙子上留下的短暂凹痕之间存在惊人的相似之处。在明尼苏达大学，物理学家 Xiang Cheng 和三名本科生仔细研究了水滴撞击颗粒表面的情况。由于这类碰撞中的变量众多——液体的粘度、水滴撞击表面时挤压的程度、液体与颗粒的相互作用——研究人员称之为“极其复杂”。Cheng 和他的学生利用高速摄影和激光测量来观察下落的水滴以及它们形成的微型陨石坑。他们使用沙子状的玻璃颗粒而不是真正的沙子。在这片不浪漫的海滩上，他们滴下了各种大小的水滴，模拟了天然雨滴。为了产生最小的撞击，他们将水滴从距离表面不到 2 毫米的高度滴下。其他水滴则从高达 12 米的高度滴下。resulting 慢动作电影揭示了水滴溅落瞬间的奇怪而惊人的现象。雨滴是雕刻家，在它们身后留下了新的沙子地貌。它们具体创造出什么，取决于它们撞击的力度。例如，低能量的水滴会散开并抓住沙粒，然后弹回形成一个“液体球”。这个沙质球甚至可能在雨滴的尾迹中从地面跳起。
沙水混合的液体球弹跳。如果雨滴撞击的能量稍大一些，液体会瞬间扩散成沙质的“手指”。
一个带有手指的水坑。而在更高的能量水平下，水滴会形成一个深邃的陨石坑，并带有“水冠”，水冠的尖端会溅出新的水滴。
一个珠光宝气的水冠。水滴融化到沙子里后，可能会留下各种奇特形状的雕塑，从甜甜圈到肿块状的球体再到花朵。
尽管他们发现了所有引人入胜的沙雕艺术，但 Cheng 和他的学生们对这些碰撞的熟悉程度感到惊讶。他们利用测量数据创建了一个雨滴撞击沙子的通用模型。他们发现，雨滴碰撞能量与其陨石坑直径之间的数学关系，与小行星撞击的相似度惊人。陨石坑直径与其深度的关系也显示出与小行星相似。雨滴陨石坑的这个比例与月球、火星和水星上的陨石坑的比例相同。小行星撞击的能量与雨滴的“噗通”声之间的差异大约有 18 个数量级。换句话说，小行星撞击地面的力度大约是雨滴的 1,000,000,000,000,000,000 倍。然而，作者写道，雨滴比实心球体更能模拟高能小行星撞击。也许小本·阿弗莱克真的应该去他的火箭了。视频和图片：Zhao et al.
Runchen Zhao, Qianyun Zhang, Hendro Tjugito, & Xiang Cheng (2014)。液体液滴的颗粒撞击陨石坑：通过与小行星撞击的类比理解雨滴印记。《美国国家科学院院刊》arXiv：1407.7420v2
