A hang a gravitációt utánozza a csillagok és bolygók konvekcióját szimuláló kísérletben

Hanghullámokat használtak a laboratóriumban, hogy utánozzák azt a szerepet, amelyet a gravitáció játszik a hatalmas forgó testek, például csillagok és bolygók konvekciójának előmozdításában. Az új kísérletet létrehozta Seth Putterman és munkatársai a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetemen, és lehetővé tette a kutatók számára, hogy gravitáció által vezérelt keringési mintákat hozzanak létre.

A forgó bolygókon és csillagokon belüli konvekció fontos szerepet játszik e hatalmas objektumok belső dinamikájában. Itt a Földön például úgy gondolják, hogy a külső mag konvekciója létrehozza bolygónk mágneses terét, és a légkör konvekciója befolyásolja az időjárási mintákat. Úgy gondolják, hogy a Napban a konvekció felelős a napkitörésekért.

A csillag- és bolygókonvekció egyes aspektusait nehéz számítógépekkel szimulálni. Ehelyett a kutatók megpróbálták létrehozni a konvekció kis változatait a laboratóriumban. Kihívásnak bizonyult azonban a gravitáció szerepének betöltéséhez megfelelő erősségű radiális erő létrehozása. Sőt, egyes kutatók odáig jutottak, hogy kísérletüket a Nemzetközi Űrállomáson végezték el, hogy megpróbáljanak hasznos erőt létrehozni.

Mikrohullámú fűtés

Visszatérve a Földre, Putterman és kollégája új kísérlete egy forgó gömb alakú izzót használ, amelyet gyengén ionizált kéngázzal töltenek meg. A gázt mikrohullámú sütővel melegítik fel, és ennek következtében az izzó közepén lévő gáz melegebb, mint a hidegebb és sűrűbb gáz az izzó szélén.

A csapat ezután modulálja a mikrohullámokat, hogy hanghullámokat hozzon létre az izzó belsejében. Ahogy a hanghullámok áthaladnak a gázon, a sűrűséggradiens sugárirányú erőt hoz létre, amely az izzó szélén lévő hideg gázt a közepe felé húzza – ahogy a gravitáció a folyadékot a bolygó közepe felé húzza.

A texasi méretű konvekciós cellák tisztasággal kápráztatnak el a Napon

Ahogy az izzó forog, a befelé mozgó hideg gázt melegebb gáz váltja fel, amely az izzó széle felé mozog. Ez konvekciós cellák mintázatának kialakulását eredményezi, amely körülveszi az izzó forgástengelyét. Beállításuk gondos hangolásával Putterman csapata jellegzetes konvekciós mintákat hozhat létre, amelyek keringő folyadéksejteket tartalmaznak, amelyek erősen utánozzák a csillagokban és bolygókon belülről feltételezett mintákat.

A technika további adaptációjával a csapat azt reméli, hogy a jövőbeni tanulmányok sokkal pontosabban szimulálhatják a gravitáció által vezérelt konvekciót, mint a meglévő beállítások, így jobban megérthetik a konvekció létfontosságú szerepét a nagy léptékű keringésű rendszerekben.

A kutatás leírása a Fizikai áttekintés betűk.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/sound-mimics-gravity-in-experiment-that-simulates-convection-in-stars-and-planets/