Когда дело доходит до моделирования космических событий в лабораториях, у ученых возникает одна проблема: гравитация Земли мешает измерениям, что затрудняет воспроизведение среды глубокого космоса или иных миров. Неожиданное решение этого нюанса представляет собой крошечный стеклянный шарик диаметром всего 3 сантиметра.
Используя звуковые волны вместо сил гравитации, исследователи могут собирать важные данные о формировании и поведении космической погоды, такой как солнечные вспышки, которые могут повлиять на космические полеты, спутники и жизнь на Земле. «Звуковые поля действуют как гравитация, по крайней мере, когда дело доходит до конвекции в газе», — пояснил физик Джон Кулакис из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA). — С помощью звука, генерируемого микроволнами, в сферической колбе с горячей плазмой мы получили гравитационное поле, которое в 1000 раз сильнее, чем гравитация Земли».
Газообразная сера внутри шара была нагрета до температуры 2760 градусов по Цельсию для создания звуковых волн, которые действовали как чрезвычайно сильное гравитационное притяжение, создавая токи в горячем, слабо ионизированном газе (или плазме).
Конечным результатом стала плазменная конвекция, когда газ охлаждается по мере приближения к поверхности тела, такого как планета, прежде чем опуститься обратно к ядру, где он снова нагревается и снова поднимается вверх. Текущий газ создает собственное магнитное поле, которое в звездах формировало бы основы различных форм космической погоды.
Многие условия внутри стеклянного шара (например, то, как самая горячая плазма удерживается в центре сферы) напоминали процессы, которые теоретически должны происходить в звездах. Такой результат раньше было очень трудно воссоздать в лаборатории, но теперь его удалось запечатлеть на камеру.
Основа исследования заключается в изучении ламп, звука и горячих газовых шаров, а не всего, что связано непосредственно с космосом. Новообретенная способность управлять движением плазмы с помощью акустической энергии может быть полезна и в ряде других областей, включая исследования нашей собственной планеты.
Следующим шагом команды будет масштабирование эксперимента, чтобы он более точно соответствовал условиям в космосе (особенно с точки зрения температуры), а также исследование других аспектов симуляции. По сути, ученым нужно более подробно изучить эксперимент и сделать так, чтобы он продлился дольше.
Прямо сейчас существуют некоторые типы поведения конвекции, которые мы наблюдаем вокруг звезд и планет, которые слишком сложно воспроизвести даже с помощью самых мощных компьютеров. С дальнейшим развитием этот тип эксперимента можно будет без проблем взять в работу.
