El origen del universo comenzó con el Big Bang, pero cómo se encendió la explosión de la supernova ha sido un misterio durante mucho tiempo, hasta ahora.
En un nuevo artículo que aparece hoy en ciencia Revista, los investigadores detallaron los mecanismos que podrían causar la explosión, que es clave para los modelos que utilizan los científicos para comprender el origen del universo.
"Definimos los criterios críticos en los que podemos impulsar una llama para autogenerar su propia turbulencia, acelerar espontáneamente y pasar a la detonación", dice Kareem Ahmed, profesora asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF y coautorade El estudio.
"Estamos usando la turbulencia para mejorar la mezcla de reacciones hasta el punto en que se convierte en esta reacción violenta y esencialmente conduce a supernovas, que son estrellas en explosión en términos simples", dice Ahmed.llama simplificada a donde está reaccionando a cinco veces la velocidad del sonido ".
El investigador descubrió los criterios para crear una explosión tipo Big Bang mientras exploraba métodos para la propulsión a chorro hipersónico.
"Exploramos estas reacciones supersónicas para la propulsión, y como resultado de eso, encontramos este mecanismo que parecía muy interesante", dijo. "Cuando comenzamos a indagar más profundo, nos dimos cuenta de que esto se puede relacionar con algo tan profundocomo el origen del universo ".
La clave es aplicar la cantidad correcta de turbulencia y mezclar a una llama no confinada hasta que se perpetúe a sí misma, momento en el que la llama comienza a quemar la energía ingerida que conduce a una explosión de supernova hipersónica de Mach 5.
Las aplicaciones para el descubrimiento podrían incluir viajes aéreos y espaciales más rápidos y una mejor generación de energía, incluidas reacciones que generan cero emisiones, ya que todos los productos utilizados en la combustión se convierten en energía. El descubrimiento se realizó mediante el uso de un tubo de choque turbulento único quepermitieron crear y analizar explosiones en un entorno contenido. Se utilizaron láseres y cámaras de ultra alta velocidad para medir las explosiones y ayudar a indicar qué factores eran necesarios para llegar al punto en que una llama se convierte en una reacción hipersónica y violenta.
El Laboratorio de Investigación de Energía y Propulsión de UCF, donde se realizó la investigación, tiene el único tubo de choque turbulento para probar reacciones hipersónicas en la nación.
Los coautores del estudio fueron Alexei Y. Poludnenko, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Connecticut y autor principal del estudio; Jessica Chambers, estudiante de doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF; Vadim N.Gamezo, del Laboratorio de Investigación Naval; y Brian D. Taylor, del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea.
La investigación fue apoyada con fondos de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea. Los recursos informáticos fueron proporcionados por el Programa de Modernización de Computación de Alto Rendimiento del Departamento de Defensa de los EE. UU. En virtud del premio del proyecto Frontier y por el Laboratorio de Investigación Naval.
Ahmed obtuvo su doctorado en ingeniería mecánica de la Universidad de Buffalo, la Universidad Estatal de Nueva York. Trabajó en Pratt & Whitney Military Engines y Old Dominion University antes de unirse al Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la UCF, parte de la Facultadde Ingeniería y Ciencias de la Computación, en 2015. Es miembro de la facultad del Centro de Investigación Avanzada de Turbomaquinarias y Energía, miembro asociado del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, miembro de la facultad de investigación de AFRL y miembro del Grupo de Conversión de Energía y Propulsión de UCF.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Florida Central . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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