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实验揭示宇宙大爆炸发生的可能机制

2019-11-05 08:32 来源:科技日报

  研究人员使用湍流冲击管来研究可能导致宇宙大爆炸发生的机制。图片来源:物理学家组织网

  现有理论认为,宇宙始于一场大爆炸。据物理学家组织网日前报道,迄今为止,这场大爆炸是如何发生的——所谓的超新星爆炸的点火方式一直是个未解之谜。在近日发表于《科学》杂志的一篇论文中,美国研究人员详细介绍了可能引起宇宙大爆炸的机制,有助于我们进一步理解宇宙起源模型。

  最新论文合著者、美国中佛罗里达大学(UCF)机械和航空航天工程系助理教授卡里姆·艾哈迈德说:“我们定义了关键标准,在此标准下,我们能驱动火焰自行产生湍流,自发加速并转变为爆炸。”

  艾哈迈德进一步解释道:“我们利用湍流增强这些反应,使其转变成剧烈的反应,导致类似超新星爆发那样的爆炸,我们正在努力使火焰以5倍于声速的速度发生反应。”

  研究人员在探索高超音速喷气推进方法时,发现了这个产生宇宙大爆炸型爆炸的标准。艾哈迈德说:“我们探索了这些用于推进的超音速反应,结果无意中发现了这种看起来非常有趣的机制。更深入地研究后,我们意识到这与宇宙起源几乎一样。”

  研究人员称,整个过程的关键是施加适量的湍流,并将其与无限量的火焰相混合直到它能够持续反应,这时火焰开始燃烧吸收的能量,导致5马赫高超声速超新星式爆炸。

  这项研究在UCF的推进与能源研究实验室进行,其拥有美国唯一的用于测试高超音速反应的湍流冲击管,该冲击管允许在封闭环境中创建和分析爆炸。研究人员使用超高速激光器和照相机对爆炸进行测量,并指出需要哪些因素才能使火焰发生高超声速且剧烈的反应。

  研究人员指出,最新研究有望提升航空航天飞行的效率以及发电的效率(包括零排放等)。

(责任编辑:王蔚)

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