오작동하는 것보다 더 재미있는 것은 무엇입니까? 태양의 역학에 관해서는, 우리는 많은 것을 알고 있지만 아직 이해하지 못하는 것들이 많이 있습니다. 예를 들어, 입자로 채워진 태양 플레어가 태양으로부터 튀어 나올 때, 자기장 선은 분리 된 후 빠르게 재 연결하는 등 예기치 않은 일을 할 수 있습니다. 플럭스 동결 이론에 따르면, 이러한 자력선은 단순히 입자와 "잠금 단계로 흘러 나가야"합니다. 그대로 유지해야하지만 그렇지 않습니다. 그들이 깨는 단순한 규칙이 아니라 물리 법칙입니다.
무엇을 설명 할 수 있습니까? “Nature”5 월 23 일자에 발표 된 논문에서 Johns Hopkins 수학적 물리학자가 이끄는 학제 간 연구팀은 그럴듯한 설명을 발견했을 것입니다. 이 단체에 따르면, 근본적인 요인은 난기류 –“대기 중에 승객 제트기가 혼잡 해 질 수있는 같은 종류의 폭력적 장애”또는 형제가 구운 콩을 먹은 후 떠나는 것입니다. 체계적이고 논리적으로 구성된 컴퓨터 모델링 기술을 사용하여 연구원들은 자기장 선이 태양 플레어에서 난류와 만날 때 발생하는 상황을 시뮬레이션 할 수있었습니다. 이 정보로 무장 한 그들은 사건을 진술 할 수있었습니다.
“자연 속”연구의 주 저자 인 응용 수학 통계학과 교수 인 Gregory Eyink는“플럭스 동결 이론은 종종 사물을 아름답게 설명합니다. 그러나 다른 경우에는 비참하게 실패합니다. 우리는 왜 이런 실패가 발생했는지 알아 내고 싶었습니다.”
플럭스 동결 정리는 무엇입니까? Hannes Alfvén에 대해 들어 보셨을 것입니다. 스웨덴 전기 엔지니어, 플라즈마 물리학 자이자 자기 유체 역학 (MHD) 연구로 1970 년 노벨 물리학상을 수상했습니다. 그는 우리가 알프 벤파 (Alfvén waves)라고 알려진 것을 설명합니다. 저주파 이온 이동의 진동과 플라즈마의 자기장. 약 70 년 전, 그는 자력선이 강을 따라 흐르는 실 조각과 비슷한 기관차 유체를 따라 항해한다는 생각을 생각해 냈습니다. 그들이 깨고 다시 참여하는 것은 불가능합니다. 그러나 태양 물리학 자들은 이것이 특히 격렬한 태양 플레어 내에서 활동하는 경우에는 그렇지 않다는 것을 발견했습니다. 관찰 결과,이 플레어 내의 자기장 선이 파 단점까지 뻗어 15 분만에 놀랍도록 빠른 시간 내에 다시 연결될 수 있다고 판단했습니다. 이런 일이 발생하면 엄청난 양의 에너지가 방출되어 플레어에 전력을 공급합니다.
"그러나 현대 플라즈마 물리학의 플럭스 동결 원리는 태양 코로나에서이 과정이 백만 년이 걸릴 것을 암시합니다!" Eyink는 애니메이션 상태를 나타냅니다. "천체 물리학의 큰 문제는 아무도 플럭스 동결이 작동하는 이유를 설명 할 수 없다는 것입니다."
물론, 난기류가 수수께끼의 행동의 근원이 될 수 있다는 추측은 항상 있었다. 조사 할 시간이야? 물론이지. Eyink는 Johns Hopkins 및 기타 기관에 기반을 둔 천체 물리학, 기계 공학, 데이터 관리 및 컴퓨터 과학 분야의 다른 전문가들과 힘을 합쳐 힘을 합쳤습니다. Eyink는“필요에 따라 이것은 매우 협력적인 노력이었습니다. “모두가 그들의 전문 지식에 기여하고있었습니다. 아무도 이것을 달성 할 수 없었습니다.”
다음 단계는 컴퓨터 시뮬레이션을 만드는 것이 었습니다. 시뮬레이션은 태양 플레어 활동의 플라즈마 상태와 다른 조건에서 하전 입자가 겪는 모든 뉘앙스를 복제 할 수 있습니다. Eyink는“우리의 대답은 매우 놀라웠습니다. “플라즈마가 난류 상태가 되어도 자속 동결이 더 이상 유효하지 않습니다. 대부분의 물리학 자들은 플라즈마가 더욱 전도성이 높고 난류가됨에 따라 플럭스 동결이 더 큰 역할을 할 것으로 예상했지만 실제로는 완전히 분해됩니다. 놀랍게도, 우리는 자기장 선의 움직임이 완전히 무작위로된다는 것을 발견했습니다. 저는‘혼란’이 아니라 양자 역학만큼 예측할 수 없습니다. 자기장 라인은 질서 정연하고 결정적인 방식으로 흐르기보다는 연기의 연기처럼 퍼져 나옵니다.”
물론 다른 태양 전문가들은 태양 플레어 내에서이 규칙을 위반하는 활동에 대한 대안적인 답변이있을 수 있다고 생각하지만 Eyink가 말한 것처럼“난기류만으로도 현장 라인 파괴를 설명 할 수있는 매우 매력적인 사례를 만들었습니다.”
가장 흥미로운 것은 다양한 분야의 팀원들의 협력 노력입니다. Eyink가 태양 플레어 수수께끼에 대한이 새로운 이론을 생각해내는 데 도움이 된 것은 그룹의 노력이었습니다. “우리는 Sloan Digital Sky Survey에 사용 된 것과 같은 혁신적인 새로운 데이터베이스 방법을 고성능 컴퓨팅 기술 및 독창적 인 수학적 개발과 결합하여 사용했습니다. "이 연구는 매우 큰 데이터 세트로 연구를 수행하는 근본적으로 새로운 접근법을 개발하기 위해 물리학, 수학 및 컴퓨터 과학의 완벽한 결혼이 필요했습니다."
결론적으로, Eyink는 이러한 유형의 연구 작업이 태양 플레어 및 관상 질량 방출에 대한 이해를 높여 줄 수 있다고 지적했습니다. 아시다시피, 이러한 유형의 위험한 "우주 날씨"는 우주 비행사에게 해를 끼치고 통신 위성을 방해하며 지구의 전력망 폐쇄를 책임질 수도 있습니다. 그리고 당신은 그것이 의미하는 것을 알고 있습니다 ... 위성 TV와 그것을 볼 힘이 없습니다. 하지만 그건 괜찮아
“늦지 않아요. 걱정하지 마세요. 저는 약 8시에 집에 있습니다. 저와 저의 라디오 만 있습니다. 오해하지 않아요 .. 당신에 대한 나의 사랑을
오리지널 스토리 출처 : Johns Hopkins University News Release.
