Sunetul imită gravitația în experimentul care simulează convecția în stele și planete

Undele sonore au fost folosite în laborator pentru a imita rolul pe care gravitația îl joacă în conducerea convecției în corpuri uriașe care se rotesc, cum ar fi stelele și planetele. Noul experiment a fost creat de Seth Putterman și colegii de la Universitatea din California Los Angeles și le-a permis cercetătorilor să creeze modele de circulație determinate de gravitație.

Convecția în interiorul planetelor și stelelor în rotație joacă un rol important în dinamica internă a acestor obiecte uriașe. Aici, pe Pământ, de exemplu, se crede că convecția din nucleul exterior creează câmpul magnetic al planetei noastre, iar convecția în atmosferă determină modelele meteorologice. În Soare, se crede că convecția este responsabilă pentru crearea erupțiilor solare.

Unele aspecte ale convecției stelare și planetare sunt dificil de simulat folosind computere. În schimb, cercetătorii au încercat să creeze versiuni mici ale acestei convecții în laborator. Cu toate acestea, s-a dovedit o provocare să creeze o forță radială cu puterea adecvată pentru a juca rolul gravitației. Într-adevăr, unii cercetători au mers atât de departe încât și-au făcut experimentul pe Stația Spațială Internațională pentru a încerca să creeze o forță utilă.

Încălzire cu microunde

Înapoi pe Pământ, noul experiment al lui Putterman și al colegului său folosește un bec sferic rotativ care este umplut cu un gaz sulfuros slab ionizat. Gazul este încălzit folosind cuptorul cu microunde și acest lucru face ca gazul din centrul becului să fie mai cald decât gazul mai rece și mai dens de la marginea becului.

Apoi, echipa modulează microundele pentru a crea unde sonore în interiorul becului. Pe măsură ce undele sonore trec prin gaz, gradientul de densitate creează o forță radială care tinde să tragă gazul rece de la marginea becului spre centru - la fel cum gravitația trage un fluid spre centrul unei planete.

Celulele de convecție de dimensiunea Texasului orbesc cu claritate asupra Soarelui

Pe măsură ce becul se rotește, gazul rece care se mișcă spre interior este înlocuit cu gaz mai cald care se deplasează spre marginea becului. Acest lucru are ca rezultat formarea unui model de celule de convecție care înconjoară axa de rotație a becului. Prin reglarea atentă a configurației, echipa lui Putterman ar putea genera modele distinctive de convecție, prezentând celule de fluid circulant care imită puternic modelele despre care se crede că există în stele și planete.

Adaptând în continuare această tehnică, echipa speră că studiile viitoare ar putea simula convecția determinată de gravitație cu o precizie mult mai mare decât configurațiile existente - ajutându-i să înțeleagă mai bine rolul vital pe care convecția îl joacă în sistemele cu circulație la scară largă.

Cercetarea este descrisă în Scrisori de recenzie fizică.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/sound-mimics-gravity-in-experiment-that-simulates-convection-in-stars-and-planets/