Yaklaşık 14 milyar yıl önce, evrendeki tüm maddeler kendiliğinden tek, sonsuz küçük, sonsuz yoğun bir lekeden patladı. Bu olayın, Big Bang'in, evren tarihindeki en büyük patlama olduğunu söylemek güvenlidir. Şimdi, bilim adamları, o ilkel patlamanın nasıl olabileceğini açıklamaya çalışmak için evrendeki en küçük patlamalara - 2 inç genişliğinde (5 santimetre) bir tüpteki küçük kimyasal patlamalara - bakıyorlar.
31 Ekim Perşembe günü Science dergisinde yayınlanan yeni çalışmanın yazarlarına göre, kozmostaki her patlama - ister bir yıldız süpernova, ister arabanızın motorunda son yanan benzin damlası olsun - benzer bir dizi kurallar.
Bununla birlikte, bu kuralların serbest patlamalar için pimlenmesi özellikle zordur (açıkta ortaya çıkan, onları herhangi bir duvar veya bariyer olmadan engelleyen), çünkü bu patlamalar bir külçe alevden provokasyon görmeyen kaotik bir ateş topuna dönüşebilir . Şimdi, laboratuarlarında bir dizi kontrollü kimyasal patlama okuduktan sonra, çalışma yazarları evrendeki en küçük ve en büyük patlamaları birbirine bağlayan birleşik olmayan patlamaların birleşik bir mekanizmasını anladıklarını söylediler.
Takımın bulduğu anahtar türbülanstır; alev türbülansının yeterli derecede türbülanslı olması durumunda, alev bir patlamaya neden olan bir şok dalgası açığa çıkıncaya kadar büyük miktarda basınç birikebilir. Araştırmacılar, bu keşif, süpernovaların tam olarak nasıl meydana geldiğini anlamada kritik bir araç olabilir ve hatta bilim insanlarına, Big Bang'in bildiğimiz gibi bir madde parçasından evrene nasıl kendiliğinden evrimleştiği hakkında bir ipucu verebilir.
Central Florida Üniversitesi'nde yardımcı doçent olan Kareem Ahmed, “Kendi türbülansını kendiliğinden üretmek için alev alabileceğimiz kritik kriterleri belirledik ve sonra patladı” dedi. "Daha derine inmeye başladığımızda, bunun evrenin kökeni kadar derin bir şeye bağlanabilir olduğunu fark ettik."
Patlamalar enerjiyi iki şekilde açığa çıkarabilir: bir alev ses hızından daha yavaş hareket eden basınç dalgalarını serbest bıraktığında (titrek bir mum ısıyı serbest bırakın) veya dalgalar süpersonik hızlarda dışa doğru hareket ettiğinde patlama (TNT çubuğunu düşünün) ) patlayan. Birçok durumda, alevlenme patlamaya yol açabilir ve çalışma geçişleri, süpernovaların nasıl harekete geçtiğini açıklamanın anahtarıdır (bu, alevlenmeden patlamaya geçiş veya DDT olarak bilinir).
Önceki çalışmalardaki simülasyonlar, çok fazla türbülansa maruz kaldıklarında, alevlenme sürecindeki alevlerin kendiliğinden hızlanabileceğini göstermiştir. Bu hızlanma, alevi giderek kararsız hale getiren güçlü şok dalgaları üretir ve bu da olayı şiddetli bir patlamaya dönüştürebilir.
Bu süreç, beyaz cücelerin (bir zamanlar kudretli yıldızların kompakt cesetleri) süpernova patlamalarında kendiliğinden patlamadan önce milyonlarca yıl boyunca uzayda nasıl yanabileceğini açıklayabilir. Bununla birlikte, süpernova patlamasının DDT açıklaması sadece simülasyonlarda doğrulanmıştır ve asla deneysel olarak test edilmemiştir. (Süpernovalar, önemli tıbbi ve bakım masraflarına maruz kalmadan Dünya'da yaratmak herkes için zordur.) Bu nedenle, yeni çalışmalarında araştırmacılar, uzak bir süpernova ile aynı şekilde evrilebilecek bir dizi küçük kimyasal patlama ile süreci test ettiler.
Ekip, patlamalarını türbülanslı şok tüpü, içi boş, 5 fit uzunluğunda (1,5 metre), 1,8 inç genişliğinde (4,5 cm) bir uçta kıvılcım ateşleyicisi ile kaplı özel bir cihazda patlattı. Tüpün diğer ucu açık bırakıldı (serbest bir patlamaya izin verildi) ve tüm cihaz kameralar ve basınç sensörleri ile kaplandı.
Ekip, tüpü çeşitli konsantrasyonlarda hidrojen gazı ile doldurdu, ardından bir alev yaktı. Genişledikçe ve borunun açık ucuna doğru ilerledikçe, alev yangını giderek daha çalkantılı yapan bir dizi minik ızgaradan geçti. Türbülanslı alevin önüne monte edilen basınç, nihayetinde süpersonik şok dalgaları yaratır ve sesin beş katına kadar tüpün uzunluğunu aşağıya fırlatan bir patlamayı tetikler. (Bu kontrollü patlamalardan hiçbir bilim insanı yaralanmadı.)
Kimyasal alev deneylerinden elde edilen sonuçlarla, araştırmacılar süpernova patlamalarının benzer koşullar altında nasıl patlayabileceğini simüle etmek için yeni bir model oluşturdu. Bilim adamları, bir yıldızın içindeki doğru yoğunluk ve madde türü göz önüne alındığında, beyaz bir cücenin yanan iç kısmının, tıpkı laboratuvarda görülenler gibi kendiliğinden bir patlamayı kıracak kadar çalkantılı dalgalar yaratabildiğini keşfettiler.
Bu sonuçlar, eğer daha fazla araştırma ile doğrulanırsa, yıldız patlamaları hakkındaki bilimsel bilgimizi genişletmekten daha fazlasını yapacak; araştırmacılar ayrıca, burada Dünya'daki otomobillerimizi, uçaklarımızı ve uzay gemilerimizi iten (oldukça küçük) patlamalar hakkındaki anlayışımızı geliştirebileceklerini söyledi. Daha büyük patlama için kulaklarınızı açık tutun.
