实验揭示宇宙大爆炸发生的可能机制

研究人员使用湍流冲击管来研究可能导致宇宙大爆炸发生的机制。图片来源：物理学家组织网

现有理论认为，宇宙始于一场大爆炸。据物理学家组织网日前报道，迄今为止，这场大爆炸是如何发生的——所谓的超新星爆炸的点火方式一直是个未解之谜。在近日发表于《科学》杂志的一篇论文中，美国研究人员详细介绍了可能引起宇宙大爆炸的机制，有助于我们进一步理解宇宙起源模型。

最新论文合著者、美国中佛罗里达大学(UCF)机械和航空航天工程系助理教授卡里姆·艾哈迈德说：“我们定义了关键标准，在此标准下，我们能驱动火焰自行产生湍流，自发加速并转变为爆炸。”

艾哈迈德进一步解释道：“我们利用湍流增强这些反应，使其转变成剧烈的反应，导致类似超新星爆发那样的爆炸，我们正在努力使火焰以5倍于声速的速度发生反应。”

研究人员在探索高超音速喷气推进方法时，发现了这个产生宇宙大爆炸型爆炸的标准。艾哈迈德说：“我们探索了这些用于推进的超音速反应，结果无意中发现了这种看起来非常有趣的机制。更深入地研究后，我们意识到这与宇宙起源几乎一样。”

研究人员称，整个过程的关键是施加适量的湍流，并将其与无限量的火焰相混合直到它能够持续反应，这时火焰开始燃烧吸收的能量，导致5马赫高超声速超新星式爆炸。

这项研究在UCF的推进与能源研究实验室进行，其拥有美国唯一的用于测试高超音速反应的湍流冲击管，该冲击管允许在封闭环境中创建和分析爆炸。研究人员使用超高速激光器和照相机对爆炸进行测量，并指出需要哪些因素才能使火焰发生高超声速且剧烈的反应。

研究人员指出，最新研究有望提升航空航天飞行的效率以及发电的效率(包括零排放等)。