Ο ήχος μιμείται τη βαρύτητα σε πείραμα που προσομοιώνει τη μεταφορά σε αστέρια και πλανήτες

Τα ηχητικά κύματα έχουν χρησιμοποιηθεί στο εργαστήριο για να μιμηθούν το ρόλο που παίζει η βαρύτητα στην οδήγηση της μεταφοράς σε τεράστια περιστρεφόμενα σώματα όπως αστέρια και πλανήτες. Το νέο πείραμα δημιουργήθηκε από Σεθ Πάτερμαν και συναδέλφους στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες και επέτρεψε στους ερευνητές να δημιουργήσουν μοτίβα κυκλοφορίας που βασίζονται στη βαρύτητα.

Η μεταφορά μέσα σε περιστρεφόμενους πλανήτες και αστέρια παίζει σημαντικό ρόλο στην εσωτερική δυναμική αυτών των τεράστιων αντικειμένων. Εδώ στη Γη, για παράδειγμα, η μεταφορά στον εξωτερικό πυρήνα πιστεύεται ότι δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας και η μεταφορά στην ατμόσφαιρα οδηγεί τα καιρικά μοτίβα. Στον Ήλιο, η μεταφορά πιστεύεται ότι είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία ηλιακών εκλάμψεων.

Ορισμένες πτυχές της αστρικής και πλανητικής μεταφοράς είναι δύσκολο να προσομοιωθούν χρησιμοποιώντας υπολογιστές. Αντίθετα, οι ερευνητές προσπάθησαν να δημιουργήσουν μικρές εκδοχές αυτής της μεταφοράς στο εργαστήριο. Ωστόσο, έχει αποδειχθεί δύσκολο να δημιουργηθεί μια ακτινική δύναμη με την κατάλληλη δύναμη για να παίξει το ρόλο της βαρύτητας. Πράγματι, ορισμένοι ερευνητές έχουν φτάσει στο σημείο να κάνουν το πείραμά τους στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για να προσπαθήσουν να δημιουργήσουν μια χρήσιμη δύναμη.

Θέρμανση μικροκυμάτων

Πίσω στη Γη, το νέο πείραμα του Putterman και του συναδέλφου του χρησιμοποιεί έναν περιστρεφόμενο σφαιρικό βολβό που είναι γεμάτος με ένα ασθενώς ιονισμένο αέριο θείου. Το αέριο θερμαίνεται με χρήση μικροκυμάτων και αυτό κάνει το αέριο στο κέντρο του λαμπτήρα να είναι θερμότερο από το ψυχρότερο και πιο πυκνό αέριο στην άκρη του λαμπτήρα.

Στη συνέχεια, η ομάδα διαμορφώνει τα μικροκύματα για να δημιουργήσει ηχητικά κύματα μέσα στη λάμπα. Καθώς τα ηχητικά κύματα περνούν μέσα από το αέριο, η κλίση πυκνότητας δημιουργεί μια ακτινική δύναμη που τείνει να έλκει το ψυχρό αέριο στην άκρη του λαμπτήρα προς το κέντρο – ακριβώς όπως η βαρύτητα έλκει ένα ρευστό προς το κέντρο ενός πλανήτη.

Οι κυψέλες μεταφοράς στο μέγεθος του Τέξας θαμπώνουν με διαύγεια στον Ήλιο

Καθώς ο λαμπτήρας περιστρέφεται, το ψυχρό αέριο που κινείται προς τα μέσα αντικαθίσταται από θερμότερο αέριο που κινείται προς την άκρη του λαμπτήρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός σχεδίου κυψελών μεταφοράς που περιβάλλουν τον άξονα περιστροφής του λαμπτήρα. Συντονίζοντας προσεκτικά τη διάταξη τους, η ομάδα του Putterman θα μπορούσε να δημιουργήσει χαρακτηριστικά μοτίβα μεταφοράς, με κύτταρα κυκλοφορούντος υγρού που μιμούνται έντονα τα μοτίβα που πιστεύεται ότι υπάρχουν μέσα σε αστέρια και πλανήτες.

Προσαρμόζοντας περαιτέρω αυτήν την τεχνική, η ομάδα ελπίζει ότι μελλοντικές μελέτες θα μπορούσαν να προσομοιώσουν τη μεταφορά με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από τις υπάρχουσες ρυθμίσεις – βοηθώντας τους να κατανοήσουν καλύτερα τον ζωτικό ρόλο που παίζει η μεταφορά σε συστήματα με μεγάλης κλίμακας κυκλοφορία.

Η έρευνα περιγράφεται στο Επιστολές Φυσικής Επισκόπησης.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/sound-mimics-gravity-in-experiment-that-simulates-convection-in-stars-and-planets/