Kira-kira 14 bilion tahun yang lalu, semua perkara di alam semesta spontan meletus keluar dari satu titik tunggal yang sangat kecil dan tidak jelas. Adalah selamat untuk mengatakan bahawa peristiwa ini, Big Bang, adalah letupan terbesar dalam sejarah alam semesta. Kini saintis melihat beberapa letupan terkecil di alam semesta - letupan kimia kecil di tiub 2-inci (5 sentimeter) - untuk cuba menerangkan bagaimana ledakan primordial itu mungkin berlaku.
Menurut pengarang kajian baru, yang diterbitkan Kamis (31 Oktober) dalam jurnal Science, setiap letupan dalam kosmos - sama ada bintang supernova atau jatuhnya gasolin yang terakhir dalam enjin kereta anda - berikut set yang sama peraturan.
Walau bagaimanapun, peraturan-peraturan itu adalah sangat sukar untuk ditolak untuk letupan yang tidak terkurung (yang berlaku di tempat terbuka, tanpa apa-apa dinding atau halangan yang membongkok mereka), kerana letupan ini boleh berubah dari nugget api menjadi bola api huru-hara dengan tidak ada provokasi . Kini, selepas mempelajari siri letupan kimia terkawal di makmal mereka, penulis kajian mengatakan mereka telah menemukan "mekanisme bersatu" letupan yang tidak terkawal yang menghubungkan letupan terkecil dan terbesar di alam semesta.
Kuncinya, pasukan yang ditemui, adalah pergolakan; dengan pergolakan yang mencukupi api, sejumlah besar tekanan boleh membina, sehingga api melepaskan gelombang kejutan yang meletupkan letupan. Penemuan ini boleh menjadi alat kritikal dalam memahami bagaimana supernovas berlaku dan mungkin memberi para saintis petunjuk tentang bagaimana Big Bang secara spontan berevolusi dari nub bahan ke alam semesta seperti yang kita tahu, kata para penyelidik.
"Kami menetapkan kritikal kritikal di mana kami dapat memacu api untuk menghasilkan sendiri pergolakan sendiri, secara spontan mempercepatkan" dan kemudian meletup, penyelidik bersama Kareem Ahmed, seorang penolong profesor di University of Central Florida, dalam satu kenyataan. "Apabila kita mula menggali lebih mendalam, kita menyedari bahawa ini boleh dikaitkan dengan sesuatu yang mendalam seperti asal usul alam semesta."
Letupan boleh melepaskan tenaga dalam dua cara: melalui deflagration, apabila api melepaskan gelombang tekanan yang bergerak lebih lambat daripada kelajuan bunyi (fikir lilin berkedip melepaskan haba), atau letupan, apabila gelombang bergerak ke luar pada kelajuan supersonik (fikirkan batang TNT meletup). Dalam banyak kes, deflasi boleh membawa kepada letupan, dan peralihan (dikenali sebagai peralihan deflasi-ke-peledakan, atau DDT) adalah kunci untuk menjelaskan bagaimana letupan supernovas berlaku, penulis kajian menulis.
Simulasi dalam kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa api dalam proses penggulingan secara spontan dapat mempercepatkan jika mereka terdedah kepada banyak pergolakan. Percepatan ini menghasilkan gelombang kejutan yang kuat yang menjadikan api semakin tidak stabil, yang pada akhirnya dapat mengubah peristiwa itu menjadi letupan ganas.
Proses ini dapat menjelaskan bagaimana kerdil putih (mayat yang padat dari bintang-bintang yang dahsyat) dapat membara di ruang angkasa selama berjuta-juta tahun sebelum secara spontan meletup di letupan supernova. Bagaimanapun, penjelasan DDT mengenai letupan supernova hanya telah disahkan dalam simulasi dan tidak pernah diuji secara eksperimen. (Supernovas terkenal dengan ketara untuk membuat di Bumi tanpa menimbulkan kos perubatan dan penyelenggaraan yang ketara.) Oleh itu, dalam kajian baru mereka, para penyelidik menguji proses itu melalui satu siri letupan kimia kecil, yang dapat berkembang dengan cara yang sama dengan supernova jauh.
Pasukan itu menyalakan letupan mereka dalam satu peranti khas yang dikenali sebagai tiub kejutan bergelora, berongga, 5 kaki panjang (1.5 meter), tiub 1.8-inci (4.5 cm) dihadkan dengan penyala percikan pada satu hujung. Hujung tiub yang lain dibiarkan terbuka (membolehkan letupan tidak terkurung), dan seluruh peralatan dipenuhi dengan kamera dan sensor tekanan.
Pasukan itu memenuhi tiub dengan pelbagai kepekatan gas hidrogen, kemudian mencetuskan api. Memandangkan ia berkembang dan bergerak ke arah hujung terbuka tiub, nyalaan api melalui satu siri gratu kecil yang membuat api menjadi lebih gelora. Tekanan yang dipasang di hadapan api bergelora, akhirnya menghasilkan gelombang kejutan supersonik dan mencetuskan letupan yang meretas panjang tiub sehingga lima kali kelajuan bunyi. (Tiada ahli sains yang cedera oleh letupan terkawal ini.)
Dengan hasil daripada eksperimen nyalaan kimia, para penyelidik mencipta model baru untuk mensimulasikan bagaimana letupan supernova dapat meletup di bawah keadaan yang sama. Para saintis mendapati bahawa, memandangkan ketumpatan dan jenis bahan yang tepat di dalam bintang, bahagian dalaman pembakaran kerdil putih sememangnya dapat mencipta gelombang yang mencukupi untuk mencetuskan letupan spontan, seperti yang dilihat di makmal.
Keputusan ini, jika disahkan oleh penyelidikan lanjut, akan melakukan lebih daripada sekadar memperluaskan pengetahuan saintifik kami mengenai letupan bintang; mereka juga boleh meningkatkan pemahaman kita tentang letupan (jauh lebih kecil) yang mendorong kereta, kapal terbang dan kapal angkasa ke sini di Bumi, kata para penyelidik. Pastikan telinga anda terbuka untuk bangs yang lebih besar belum datang.
