科學家解密：啤酒開瓶瞬間「啵啵聲」的物理奧秘

德國哥廷根大學的研究團隊近期發表一項趣味研究，透過高速攝影技術揭開「翻蓋式啤酒瓶」開瓶時產生的獨特聲響與液體晃動現象。這項研究已刊登於美國物理聯合會出版的《流體物理》期刊廚房流體力學特刊。

研究主導者馬克斯·科赫本身是位狂熱的家釀啤酒愛好者，他使用高速攝影機記錄自釀啤酒開瓶過程。當大學第三物理研究所的超音波與空蝕研究組長羅伯特·梅廷建議將這項發現投稿時，團隊決定進一步探索其中新穎的聲學與物理現象。

研究發現，加壓啤酒瓶開啟時發出的並非單一衝擊波，而是極短促的「啊」聲。高速影像顯示瓶頸內出現凝結現象，並形成上下振動的駐波。結合高保真音訊錄製與流體力學模擬，證實這種波動正是特殊聲響的來源。

「這種爆裂聲頻率遠低於對完整酒瓶吹氣產生的共鳴，」科赫解釋道。這是由於瓶內二氧化碳與空氣混合物突然膨脹，以及瞬間降溫至約零下50度所致，低溫會減緩聲速。雖然瓶頸內聲壓可達飛機渦輪引擎近距離的噪音等級，但持續時間極短。

開瓶後，溶解的二氧化碳開始在啤酒中形成，導致液麵上升。團隊的高速影像同時捕捉到瓶頸內的液體晃動波。研究還發現，瓶蓋彈開時銳利邊緣撞擊玻璃的動量轉移，可能因促進氣泡形成而加劇啤酒噴湧現象。

科赫坦言：「最困難的是解釋開瓶『啊』聲的低頻特性，並建立簡易模型來驗證資料。我們的數值模擬顯示在短促共鳴前應有強烈聲波峰值，但實驗中卻未觀測到。」

除了嚴謹的科學分析，科赫打趣道實驗過程還面臨另一項挑戰：「要在喝完家釀啤酒後，還能保持頭腦清醒地繼續研究工作。」這項研究成果已於2025年3月18日發表，為日常生活中的流體力學現象提供嶄新見解。