약 140 억 년 전, 우주의 모든 문제는 자발적으로 하나의 무한한 작고 밀도가 높은 반점에서 분화되었습니다. 이 사건, 빅뱅은 우주 역사상 가장 큰 폭발이었다고 말하는 것이 안전합니다. 이제 과학자들은 우주에서 가장 작은 폭발 (2 인치 너비 (5 센티미터)의 작은 화학 폭발)을보고 원시 폭발이 어떻게 발생했는지 설명하려고합니다.
사이언스 지 (Science)에 목요일 (10 월 31 일)에 발표 된이 새로운 연구의 저자에 따르면, 우주에서 발생하는 모든 폭발 (별이 초신성이든 자동차 엔진에서 마지막으로 휘발유가 떨어지는 지)은 비슷한 세트를 따른다. 규칙.
그러나 이러한 규칙은 화염 덩어리에서 도발이없는 혼돈의 불 덩어리로 변형 될 수 있기 때문에 특히 폭발하지 않는 폭발 (벽이나 장벽이없는 열린 공간에서 발생하는 폭발)에 대해서는 이러한 규칙을 찾기가 어렵습니다. . 실험실에서 일련의 제어 된 화학 폭발을 연구 한 후, 연구 저자들은 우주에서 가장 작은 폭발과 가장 큰 폭발을 연결하는 불확실한 폭발의 "통합 메커니즘"을 알아 냈다고 말했다.
팀이 발견 한 열쇠는 난기류입니다. 화염을 뿜는 충분한 난기류로 인해 화염이 폭발을 일으키는 충격파를 방출 할 때까지 많은 양의 압력이 축적 될 수 있습니다. 이 발견은 초신성이 발생하는 방식을 정확하게 이해하는 데 중요한 도구가 될 수 있으며 과학자들이 빅뱅이 우리가 알고있는 한 덩어리에서 우주로 자발적으로 어떻게 진화했는지에 대한 단서를 제공 할 수 있다고 연구원들은 말했다.
센트럴 플로리다 대학의 조교수 카림 아메드 (Karim Ahmed)는 공동 연구자 인 카림 아메드 (Karem Ahmed)는“우리는 화염이 자신의 난류를 자발적으로 생성하고 자발적으로 가속 할 수있는 중요한 기준을 정의했다”고 밝혔다. "우리가 더 깊이 파기 시작했을 때, 이것은 우주의 기원만큼 심오한 것에 관련이 있다는 것을 깨달았습니다."
폭발은 두 가지 방식으로 에너지를 방출 할 수 있습니다. 폭연, 불꽃이 소리 속도보다 느린 속도로 움직이는 압력 파를 방출 할 때 (깜박임이 촛불을 방출 함) 폭발이 초음속 속도로 바깥쪽으로 이동할 때 (TNT의 막대기를 생각하십시오) 폭발). 많은 경우에, 폭 연이 폭발로 이어질 수 있으며, 그 전환 (폭발에서 폭발로의 전환 또는 DDT로 알려진)은 초신성이 폭발하는 방식을 설명하는 데 중요하다고 연구 저자는 밝혔다.
이전 연구에서의 시뮬레이션은 폭연 과정에서 불꽃이 많은 난류에 노출되면 자발적으로 가속 될 수 있음을 보여주었습니다. 이 가속은 강한 충격파를 발생시켜 화염을 점점 불안정하게하여 궁극적으로 사건을 폭력적인 폭발로 바꿀 수 있습니다.
이 과정은 초신성 폭발로 자발적으로 분출하기 전에 어떻게 백색 왜성 (한때 거대한 별의 시체)이 수백만 년 동안 우주에서 번지는지를 설명 할 수 있습니다. 그러나 초신성 폭발에 대한 DDT 설명은 시뮬레이션에서만 검증되었으며 실험적으로 테스트 된 적이 없습니다. (의료는 유지 보수 비용이 많이 들지 않고 지구상에서 초신성이 만들어지기 어려운 것으로 유명합니다.) 따라서 새로운 연구에서 연구원들은 일련의 작은 화학 폭발을 통해이 과정을 테스트했으며,이 과정은 먼 초신성과 같은 방식으로 진화 할 수 있습니다.
이 팀은 난류 충격 튜브, 5 미터 길이의 1.5 미터, 1.8 인치 너비 (4.5cm) 튜브의 특수 장치에서 폭발을 일으켰습니다. 튜브의 다른 쪽 끝을 열어두고 (확실하지 않은 폭발을 허용 함) 전체 장치에 카메라와 압력 센서가 늘어서있었습니다.
연구팀은 다양한 농도의 수소 가스로 튜브를 채운 후 불꽃을 일으켰다. 튜브의 열린 끝쪽으로 팽창하여 추진됨에 따라 불꽃은 일련의 작은 격자를 통과하여 불이 점점 더 격렬 해졌습니다. 난류 화염 앞에 압력을 가하여 초음속 충격파를 생성하고 폭발 속도를 일으켜 튜브의 길이를 최대 5 배의 속도로 급상승시킵니다. (이 통제 된 폭발로 과학자들은 다 치지 않았다.)
화학 불꽃 실험의 결과를 통해 연구원들은 초신성 폭발이 유사한 조건에서 폭발 할 수있는 방법을 시뮬레이션하는 새로운 모델을 만들었습니다. 과학자들은 별 내부의 밀도와 물질의 종류를 고려할 때, 백색 왜성의 불타는 내부는 실제로 실험실에서 보이는 것과 같이 자발적인 폭발을 일으키기에 충분한 난기류를 생성 할 수 있음을 발견했습니다.
추가 연구에 의해 검증된다면 이러한 결과는 별 폭발에 대한 우리의 과학적 지식을 확장시키는 것 이상을 할 것입니다. 그들은 또한 지구상에서 우리의 자동차, 비행기 및 우주선을 추진하는 (상당히 더 작은) 폭발에 대한 이해를 향상시킬 수 있다고 연구원들은 말했다. 더 큰 앞머리를 위해 귀를 열어 두십시오.
