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研究人員使用湍流沖擊管來研究可能導致宇宙大爆炸發生的機制

2019-11-05 14:21:09 來源:科技日報

研究人員使用湍流沖擊管來研究可能導致宇宙大爆炸發生的機制。圖片來源:物理學家組織網

科技日報訊(記者劉霞)現有理論認為,宇宙始于一場大爆炸。據物理學家組織網日前報道,迄今為止,這場大爆炸是如何發生的——所謂的超新星爆炸的點火方式一直是個未解之謎。在近日發表于《科學》雜志的一篇論文中,美國研究人員詳細介紹了可能引起宇宙大爆炸的機制,有助于我們進一步理解宇宙起源模型。

最新論文合著者、美國中佛羅里達大學(UCF)機械和航空航天工程系助理教授卡里姆·艾哈邁德說:“我們定義了關鍵標準,在此標準下,我們能驅動火焰自行產生湍流,自發加速并轉變為爆炸。”

艾哈邁德進一步解釋道:“我們利用湍流增強這些反應,使其轉變成劇烈的反應,導致類似超新星爆發那樣的爆炸,我們正在努力使火焰以5倍于聲速的速度發生反應。”

研究人員在探索高超音速噴氣推進方法時,發現了這個產生宇宙大爆炸型爆炸的標準。艾哈邁德說:“我們探索了這些用于推進的超音速反應,結果無意中發現了這種看起來非常有趣的機制。更深入地研究后,我們意識到這與宇宙起源幾乎一樣。”

研究人員稱,整個過程的關鍵是施加適量的湍流,并將其與無限量的火焰相混合直到它能夠持續反應,這時火焰開始燃燒吸收的能量,導致5馬赫高超聲速超新星式爆炸。

這項研究在UCF的推進與能源研究實驗室進行,其擁有美國唯一的用于測試高超音速反應的湍流沖擊管,該沖擊管允許在封閉環境中創建和分析爆炸。研究人員使用超高速激光器和照相機對爆炸進行測量,并指出需要哪些因素才能使火焰發生高超聲速且劇烈的反應。

研究人員指出,最新研究有望提升航空航天飛行的效率以及發電的效率(包括零排放等)。劉霞

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