Zvok posnema gravitacijo v poskusu, ki simulira konvekcijo v zvezdah in planetih

Zvočni valovi so bili uporabljeni v laboratoriju za posnemanje vloge, ki jo igra gravitacija pri poganjanju konvekcije v ogromnih rotirajočih telesih, kot so zvezde in planeti. Nov poskus je ustvaril Seth Putterman in sodelavci na Univerzi Kalifornije v Los Angelesu in je raziskovalcem omogočila ustvarjanje vzorcev kroženja, ki jih poganja gravitacija.

Konvekcija znotraj vrtečih se planetov in zvezd igra pomembno vlogo v notranji dinamiki teh ogromnih predmetov. Tu na Zemlji, na primer, naj bi konvekcija v zunanjem jedru ustvarila magnetno polje našega planeta, konvekcija v ozračju pa poganja vremenske vzorce. Na Soncu naj bi bila konvekcija odgovorna za ustvarjanje sončnih izbruhov.

Nekatere vidike zvezdne in planetarne konvekcije je težko simulirati z računalniki. Namesto tega so raziskovalci poskušali ustvariti majhne različice te konvekcije v laboratoriju. Vendar se je izkazalo, da je težko ustvariti radialno silo z ustrezno močjo, da igra vlogo gravitacije. Nekateri raziskovalci so šli tako daleč, da so izvedli svoj poskus na Mednarodni vesoljski postaji, da bi poskušali ustvariti uporabno silo.

Mikrovalovno ogrevanje

Na Zemlji novi poskus Puttermana in sodelavcev uporablja vrtečo se sferično žarnico, ki je napolnjena s šibko ioniziranim žveplovim plinom. Plin se segreje z uporabo mikrovalov, kar povzroči, da je plin v središču balona toplejši od hladnejšega in gostejšega plina na robu balona.

Ekipa nato modulira mikrovalove, da ustvari zvočne valove znotraj žarnice. Ko zvočni valovi prehajajo skozi plin, gradient gostote ustvari radialno silo, ki vleče hladen plin na robu balona proti sredini – tako kot gravitacija potegne tekočino proti središču planeta.

Konvekcijske celice velikosti Teksasa zaslepijo Sonce z jasnostjo

Ko se balon vrti, se hladen plin, ki se premika navznoter, zamenja s toplejšim plinom, ki se premika proti robu balona. Posledica tega je nastanek vzorca konvekcijskih celic, ki obdajajo vrtilno os žarnice. S skrbno prilagoditvijo svoje nastavitve je Puttermanova ekipa lahko ustvarila značilne konvekcijske vzorce, ki vsebujejo celice krožeče tekočine, ki močno posnemajo vzorce, za katere se domneva, da obstajajo znotraj zvezd in planetov.

Z nadaljnjim prilagajanjem te tehnike skupina upa, da bi prihodnje študije lahko simulirale gravitacijsko konvekcijo z veliko večjo natančnostjo kot obstoječe nastavitve – kar bi jim pomagalo bolje razumeti ključno vlogo, ki jo ima konvekcija v sistemih z velikim kroženjem.

Raziskava je opisana v Pisni pregledi fizike.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/sound-mimics-gravity-in-experiment-that-simulates-convection-in-stars-and-planets/