宇宙大爆炸是如何点燃的?

2019-11-02   技术力量

甲烷-空气混合物中湍流火焰的演变以及向爆轰的过渡

宇宙起源始于大爆炸,但爆炸的点火方式一直是一个谜,现在,美国中佛罗里达大学的科学家发现了引发大爆炸的机制。

在今天发表在《科学》杂志上的一篇新论文中,研究人员详细介绍了可能引起宇宙大爆炸的机制,这对于科学家理解宇宙起源的模型至关重要。

宇宙大爆炸

研究人员在探索高超音速喷气推进的方法时,发现了产生大爆炸型爆炸的标准。

中佛罗里达大学机械和航空航天工程学系的助理教授卡里姆·艾哈迈德说:“我们探索了这些超音速反应的推进力,结果,我们发现了一种看起来非常有趣的机制。当我们开始更深入地研究时,我们意识到这与宇宙起源一样深远。”

研究人员利用湍流来增强混合反应,使其转变成剧烈的反应,本质上,这和导致超新星爆炸的原理一致:驱动火焰自发产生湍流,自发加速并转变为爆炸。

科学家们简化火焰,使其以五倍于声速的速度进行反应。其中的关键是对无限的火焰施加适量的湍流并将其混合,这时火焰开始燃烧吸收的能量,从而导致5马赫高超声速爆炸。

该发现的实际应用可能包括更快的航空航天飞行和改进发电。

测试高超音速反应的湍流冲击管

这项研究是通过使用独特的湍流冲击管进行的,该冲击管允许在封闭环境中创建和分析爆炸。使用超高速激光器和照相机来测量爆炸,表明需要哪些因素才能使火焰成为高超声速,剧烈的反应。

中佛罗里达大学的推进和能源研究实验室拥有美国唯一的用于测试高超音速反应的湍流冲击管。