布朗大学的物理学家们使用高功率的电磁场,增加、消除、甚至反转草履虫所在位置的引力作用,并研究草履虫在这种变化下游动行为的变化。
对于水中生活的许多单细胞生命来说,外力总是阻止着它们。比如草履虫在水中向上游要比向下游费力得多。现在,布朗大学的物理学家Karine Guevorkian和James Valles想办法改变了重力,然后看这种生物怎样反应。
科学家们把一个装着含有活草履虫的池塘水的瓶子放在弗罗里达州塔拉哈西市的美国国家高磁场实验室的一个高功率磁场下。由于有机体比水要对磁场较不敏感,所以瓶内产生的磁场对水的拉力要比对这些细胞大。场向下拉,细胞会上浮;场向上拉,细胞下沉。
只使用水的话,科学家们能够把引力效果增强50%。为了进一步增强效果,他们向水中加入了一种叫做Gd-DTPA的物质。这种物质对磁场高度敏感。这样,科学家们可以使水对于草履虫更重和更轻,达到10倍重力的效果。磁场是连续可调的,科学家们可以用来模拟零重力和反重力的条件。
通过改变磁场,草履虫的游动行为有极大的改变。在高重力下,草履虫们会使劲地向上游来保持它们在水中的位置;在零重力下,它们会上下均等地游;在负重力下,它们会潜到沉淀物应该在的位置。
科学家们改变磁场强度,在大约8倍重力时,草履虫的游动和外力达到平衡。科学家们由此可以计算出它们游动的力为0.7纳牛。
这种在地球上模拟重力改变的方法,不用到太空中就可以进行重力改变的实验,有助于研究许多与引力有关的生命效应。