فیزیکدانان نیروی جاذبه داخل خورشید را با استفاده از امواج صوتی تقلید می‌کنند!!

ما دیگر برای انجام این آزمایشات نیازی به رفتن به فضا نداریم.»

سطح خورشید با سلول‌های همرفتی در حال چرخش است. (اعتبار تصویر: ناسا)

فیزیکدانان نوع میدان گرانشی موجود در خورشید یا نزدیک آن را با استفاده از امواج صوتی درون کره‌ای از پلاسمای داغ تکرار کرده‌اند و میدانی مشابه گرانش ایجاد کرده‌اند که قادر به غلبه بر اثر گرانش زمین است که می‌تواند امکان انجام چنین آزمایشهایی را در زمین مهیا کند.

سطح مرئی خورشید – فتوسفر – دریایی متلاطم و متلاطم از پلاسمای همرفتی است. پلاسما گاز یونیزه شده است – گازی که در آن اتمها از یک الکترون جدا شده‌اند و به آنها یک بار الکتریکی می‌دهد. پلاسمای داغ از اعماق خورشید به فتوسفر می‌آید، با پلاسمای سردتر که دوباره گرم می‌شود و در نهایت در فتوسفر بازیافت می‌شود.

این حرکت همرفتی شعاعی است و از مرکز خورشید به سمت بیرون می‌آید، اما تلاش برای تکرار میدان های پلاسمای شعاعی روی زمین با یک مشکل بزرگ مواجه است: گرانش سیاره ما که در یک آزمایش آزمایشگاهی به جای مرکز میدان پلاسما به سمت زمین می‌کشد.

مقطعی از خورشید که  لایه همرفتی را نشان می‌دهد که در آن جریانها حبابهای پلاسما را به صورت شعاعی به سمت مرکز ثقل خورشید و از آن دور می‌کنند.

(اعتبار تصویر: ESA)

از آنجایی که بسیاری از درک ما از آب و هوای فضا با درک رفتار پلاسما و میدان‌های مغناطیسی در فتوسفر آغاز می‌شود، داشتن بینشی روشن از این فرآیندهای همرفتی شعاعی مهم است. در گذشته، دانشمندان برای دور شدن از گرانش مزاحم زمین، به ارسال آزمایش‌هایی به فضا روی شاتل فضایی متوسل می‌شدند.

اکنون، فیزیکدانان به رهبری جان کولاکیس از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، با ایجاد نیروی شعاعی مشابه گرانش در داخل خورشید، با استفاده از امواج صوتی، گرانش زمین را دور زده اند.

کولاکیس در بیانیه‌ای گفت: «میدان‌های صوتی حداقل در مورد انتقال همرفت در گاز مانند گرانش عمل می‌کنند».

تیم کولاکیس یک کره شیشه‌ای دوار به عرض 1.2 اینچ (3 سانتی‌متر) را با پلاسمایی از اتم‌های گوگرد پر کردند. سپس از امواج مایکروویو برای گرم کردن پلاسما تا 5000 درجه فارنهایت (2760 درجه سانتیگراد) و تولید امواج صوتی متقارن کروی استفاده شد که نیروی شعاعی مشابه گرانش خورشید را بر پلاسما وارد می‌کند و قوی‌ترین “گرانش” در مرکز خورشید است.

کولاکیس گفت: «با استفاده از صدای تولید شده توسط مایکروویو در یک فلاسک کروی پلاسمای داغ، به «میدان گرانشی» دست یافتیم که 1000 برابر قوی‌تر از گرانش زمین است.

اعمال صوت برای ایجاد این جاذبه موثر باعث شد که پلاسمای داغ از مرکز به صورت شعاعی به سمت بیرون به سطح داخلی کره شیشه‌ای حرکت کند و باعث ایجاد یک “ناپایداری همرفتی” شود که جریانهای پلاسمای همرفتی را تکرار می‌کند که بر روی خورشید پلاسمای داغ را به فتوسفر منتقل می‌کند. باعث غرق شدن پلاسمای خنک‌تر می‌شود. این کار به این دلیل است که امواج صوتی بسته به دمای پلاسما فشار متفاوتی بر پلاسما وارد می‌کنند و پلاسمای خنک‌تری را به مرکز کره می‌کشند، جایی که گرم‌تر می‌شود و دوباره بالا می‌آید.

ست پوترمن از دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس، یکی از نویسندگان این مطالعه، در همین بیانیه گفت: «آنچه ما نشان دادیم این است که سیستم صدای تولید شده توسط مایکروویو، «گرانش» آنقدر قوی تولید می‌کند که گرانش زمین عاملی برای آن نیست. ما دیگر برای انجام این آزمایشات نیازی به رفتن به فضا نداریم.»

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Physicists mimic gravity inside the sun using sound waves

By Keith Cooper

 https://www.space.com/physicists-mimic-sun-gravity-sound-waves