Μια ομάδα ερευνητών από το Ινστιτούτο Υγροδυναμικής και Μεταφοράς Θερμότητας του Πανεπιστημίου της Βιέννης (TU) έχει αναλύσει μαθηματικά αυτό που συμβαίνει όταν ανοίγει για πρώτη φορά ο φελλός της σαμπάνιας. Συμπλήρωσαν τις υπολογιστικές τους με εικόνες από κάμερες υψηλής ταχύτητας – και κατέληξαν σε εκπληκτικά αποτελέσματα.
Ενώ ο φελλός πετάει μακριά με ταχύτητα περίπου 20 μέτρα το δευτερόλεπτο, το εκρηκτικό αέριο ξεπερνά τον φελλό και σπάει το φράγμα του ήχου με ταχύτητα περίπου 400 μέτρα το δευτερόλεπτο. Σε θερμοκρασία δωματίου, αυτό είναι 340 μέτρα το δευτερόλεπτο. Έτσι, δημιουργείται ένα ωστικό κύμα, το οποίο αλλάζει σημαντικά τις συνθήκες πίεσης μπροστά από το στόμιο της φιάλης.
Η θερμοκρασία αλλάζει επίσης απότομα καθώς το αέριο διαστέλλεται. Σε ορισμένα σημεία, μπορεί να ψυχρανθεί έως τους -130°C και μπορούν να δημιουργηθούν ακόμη και μικροί κρύσταλλοι ξηρού πάγου από το CO2 στο αφρώδες κρασί. Οι κρύσταλλοι διασκορπίζουν το φως με διαφορετικούς τρόπους κι αυτό έχει ως αποτέλεσμα τον διαφορετικό χρωματισμό του καπνού. «Αρχικά, μπορεί κανείς να καταλάβει τη θερμοκρασία του αφρώδους κρασιού από αυτό το χρώμα», εξηγεί ο συγγραφέας της μελέτης Lukas Wagner.
Το “μπαμ” όταν ανοίγει γρήγορα μια φιάλη αφρώδους κρασιού δεν οφείλεται μόνο στην απότομη διαστολή του καπακιού, που δημιουργεί ένα κύμα πίεσης. Το ωστικό κύμα που προκαλείται από το υπερηχητικό αέριο – συγκρίσιμο με τον ήχο της υπερηχητικής κλίμακας των αεροσκαφών – συμβάλλει επίσης στον χαρακτηριστικό ήχο.
«Αρχικά δεν περιμέναμε ότι υπερηχητικά φαινόμενα συμβαίνων πραγματικά όταν ανοίγει μια φιάλη σαμπάνιας» λέει ο συγγραφέας της μελέτης Bernhard Scheichl. «Αλλά όπως δείχνουν οι προσομοιώσεις μας, αυτό προκύπτει φυσικά από τις εξισώσεις της υγροδυναμικής, και τα αποτελέσματά μας συμφωνούν πολύ καλά με τις πειραματικές μετρήσεις». Οι μέθοδοι που αναπτύχθηκαν για τη μελέτη μπορούν επίσης να εφαρμοστούν σε άλλους τομείς που σχετίζονται με τη ροή αερίων ή βαλλιστικά πυρομαχικά, όπως βλήματα ή πυραύλους.
