Пре око 14 милијарди година, сва материја у свемиру спонтано је избила из једне, бесконачно мале, бесконачно густе мрље. Сигурно је рећи да је овај догађај, Велики прасак, била највећа експлозија у историји свемира. Научници сада гледају неке од најмањих експлозија у свемиру - ситне хемијске експлозије у цеви величине 5 центиметара - да би покушали да објасне како се та првобитна експлозија можда догодила.
Према ауторима нове студије, објављеној у четвртак (31. октобра) у часопису Сциенце, свака експлозија у космосу - било да је реч о супернови звезде која иде или последњи кап бензина који сагори у мотору вашег аутомобила - следи сличан скуп Правила.
Међутим, та су правила нарочито тешка за несметане експлозије (оне које се дешавају на отвореном, без икаквих зидова или баријера), јер се ове експлозије могу претворити из пламењаче у хаотичну ватрену куглу са наизглед никаквом провокацијом . Сада, након проучавања низа контролисаних хемијских експлозија у својој лабораторији, аутори студије су рекли да су пронашли "обједињени механизам" непречишћених експлозија који повезује најмање и највеће експлозије у свемиру.
Кључ, тим је открио, је турбуленција; с довољно турбуленције завијање пламена, велике количине притиска могу се повећати, све док пламен не ослободи ударни талас који покрене експлозију. Ово откриће би могло бити критично средство у разумевању тачно како се супернове дешавају и чак би научницима могло дати појма како се Велики прасак спонтано развио из матице материје у свемир као што то знамо, рекли су истраживачи.
"Дефинисали смо критичне критеријуме где можемо да покренемо пламен да сами стварамо сопствене турбуленције, спонтано убрзавамо", а затим експлодирамо, наводи у изјави коаутор студије Кареем Ахмед, доцент на Универзитету у Централној Флориди. „Када смо почели дубље копати, схватили смо да је то повезано са нечим дубоким као и порекло универзума.“
Експлозије могу ослобађати енергију на два начина: путем дефлаграције, када пламен ослобађа таласе притиска који се крећу спорије од брзине звука (мислите да треперећа свећа ослобађа топлину), или детонацију, када се таласи крећу према ван суперзвучним брзинама (помислите штап ТНТ-а) експлодира). У многим случајевима дефлаграција може довести до детонације, а тај прелаз (познат као прелаз између дефлаграције у детонацију или ДДТ) је кључан за објашњење како супернова експлодира у дело, написали су аутори студије.
Симулације у претходним студијама показале су да пламен у процесу дефлаграције може спонтано да се убрза ако је изложен великој турбуленцији. Ово убрзање производи снажне ударне таласе који пламен чине све нестабилнијим, што може на крају претворити догађај у насилну детонацију.
Овај процес би могао објаснити како бели патуљци (компактни лешеви некада моћних звезда) милују у свемиру милионима година пре него што су спонтано еруптирали експлозијама супернове. Међутим, ДДТ објашњење експлозије супернове је икада потврђено у симулацијама и никада није експериментално тестирано. (Супернове је ноторно тешко створити на Земљи, а да не настану значајни медицински трошкови и трошкови одржавања.) Дакле, у својој новој студији, истраживачи су процес тестирали низом ситних хемијских експлозија, које се могу развијати на исти начин као што би удаљена супернова имала.
Тим је своје експлозије запалио у посебном уређају званом турбулентна ударна цев, шупља, 1,5 метра дугачка (1,5 метра), широка 1,8 центиметара (4,5 цм) цијев са једним запаљеним паљењем на једном крају. Други крај цеви је остављен отворен (омогућава неконвенционалну експлозију), а цео апарат био је обложен камерама и сензорима притиска.
Тим је епрувету напунио различитим концентрацијама водоничног гаса, а затим изазвао пламен. Док се ширио и кретао према отвореном крају цеви, пламен је пролазио кроз низ ситних решетки које су ватру постале све јаче. Притисак постављен испред турбулентног пламена, коначно стварајући надзвучни ударни талас и изазивајући детонацију која је ниже дужином цеви спуштала до пет пута већу брзину звука. (Ни ове научнице нису повређене овим контролисаним експлозијама.)
Са резултатима експеримената са хемијским пламеном, истраживачи су створили нови модел да би симулирали како експлозије супернове могу експлодирати у сличним условима. Научници су открили да, с обзиром на праву густину и врсту материје у звезди, унутрашњост белог патуљка заиста може створити довољно турбулентне таласе да изазове спонтану експлозију, баш као и оне које су виђене у лабораторији.
Ови резултати, ако буду верификовани даљим истраживањима, донијет ће више него само проширити наше научно знање о звјезданим експлозијама; они би такође могли побољшати наше разумевање (знатно мањих) експлозија које покрећу наше аутомобиле, летелице и свемирске бродове овде на Земљи, рекли су истраживачи. Држите уши отворене за веће шишке које тек долазе.
