לפני כ -14 מיליארד שנה, כל העניין ביקום התפרץ באופן ספונטני מתוך גרד בודד, קטן עד אינסוף, צפוף עד אינסוף. אפשר לומר שהאירוע הזה, המפץ הגדול, היה הפיצוץ הגדול ביותר בתולדות היקום. כעת, מדענים בוחנים כמה מהפיצוצים הקטנים ביותר ביקום - פיצוצים כימיים זעירים בצינור ברוחב של 2 סנטימטרים - כדי לנסות ולהסביר כיצד יתכן וההתפוצצות הקדומה ההיא קרתה.
על פי מחברי המחקר החדש שפורסם ביום חמישי (31 באוקטובר) בכתב העת Science, כל פיצוץ בקוסמוס - בין אם מדובר בכוכב סופרנובה או טיפת הדלק האחרונה שעולה במנוע המכונית שלך - עוקב אחר קבוצה דומה של חוקים.
עם זאת, קשה במיוחד לקבוע כללים אלה בגלל פיצוצים בלתי מוגבלים (אלה המתרחשים בשטח פתוח, מבלי שקירות או מחסומים יתאגרפו בהם), מכיוון שפריצות אלה יכולות להפוך מגושם להבה לכדור אש כאוטי שלכאורה אין שום פרובוקציה. . כעת, לאחר שבחנו במעבדה שלהם סדרה של פיצוצים כימיים מבוקרים, אמרו מחברי המחקר כי הם מצאו "מנגנון אחיד" של פיצוצים בלתי מוגבלים המחברת בין הפיצוצים הקטנים והגדולים ביקום.
המפתח, מצא הצוות, הוא סערה; עם מספיק סערת נפש ששוררת להבה, יכולות להצטבר כמויות גדולות של לחץ, עד שהלהבה משחררת גל הלם שמעורר פיצוץ. תגלית זו יכולה להיות כלי קריטי להבנת בדיוק כיצד מתרחשות סופרנובות ואולי אפילו לתת למדענים מושג כיצד המפץ הגדול התפתח באופן ספונטני ממצב של חומר ליקום כפי שאנו מכירים אותו, אמרו החוקרים.
בהגדרה נאמר כי "הגדרנו את הקריטריונים הקריטיים שבהם אנו יכולים להבעיר את האש לייצר את הסערה שלה עצמה, להאיץ באופן ספונטני" ואז התפוצץ. "כשהתחלנו לחפור עמוק יותר, הבנו שזה קשור למשהו עמוק כמו מקור היקום."
פיצוצים יכולים לשחרר אנרגיה בשתי דרכים: דרך ניתוק, כאשר להבה משחררת גלי לחץ שנעים לאט יותר ממהירות הצליל (חשבו נר מהבהב שמשחרר חום), או פיצוץ, כאשר גלים נעים החוצה במהירויות העל-קוליות (חשבו מקל של TNT מתפוצץ). במקרים רבים, השמצה יכולה להוביל לפיצוץ, והמעבר הזה (המכונה מעבר הלהקה-לפיצוץ, או DDT) הוא המפתח להסבר כיצד סופרנובות מתפרצות לפעולה, כתבו עורכי המחקר.
סימולציות במחקרים קודמים הראו כי להבות בתהליכי התלקחות יכולות להאיץ באופן ספונטני אם הן נחשפות להרבה סערות. תאוצה זו מייצרת גלי הלם חזקים ההופכים את הלהבה לא יציבה יותר ויותר, מה שעלול להפוך בסופו של דבר את האירוע לפיצוץ אלים.
תהליך זה יכול להסביר כיצד גמדים לבנים (הגוויות הקומפקטיות של כוכבים עתירי-עוצמה) יכולים להבריח במרחב במשך מיליוני שנים לפני שהם מתפרצים באופן ספונטני בפיצוצי סופרנובה. עם זאת, ההסבר ל- DDT על פיצוץ סופרנובה מעולם לא קיבל תוקף בהדמיות ולעולם לא נבדק בניסוי. (קשה מאוד לייצר סופרנובות על פני כדור הארץ מבלי שיעלו עלויות רפואיות ותחזוקה משמעותיות.) כך שבמחקרם החדש, החוקרים בדקו את התהליך באמצעות סדרה של פיצוצים כימיים זעירים, שעשויים להתפתח באותה צורה שבה הייתה סופרנובה רחוקה.
הצוות הצית את פיצוציהם במכשיר מיוחד שנקרא צינור הלם סוער, צינור חלול, מטר וחצי (1.5 מטר), צינור רוחב 1.8 אינץ '(4.5 ס"מ) עטור מצת ניצוץ בקצהו. הקצה השני של הצינור הושאר פתוח (מה שמאפשר פיצוץ בלתי מוגבל), והמכשיר כולו היה מרופד במצלמות וחיישני לחץ.
הצוות מילא את הצינור בריכוזים שונים של גז מימן ואז הצית להבה. כשהיא התרחבה והנעה לעבר הקצה הפתוח של הצינור, הלהבה עברה דרך סדרה של סורגים זעירים שהפכו את האש לסוערת יותר ויותר. לחץ שהתקיים מול הלהבה הסוערת, יוצר לבסוף גלי הלם על-קוליים ומפעילים פיצוץ שהתנדנד לאורך אורך הצינור במהירות של פי חמישה ממהירות הצליל. (אף מדענים לא נפגעו מהפיצוצים המבוקרים האלה.)
עם תוצאות ניסויי הלהבה הכימית, החוקרים יצרו מודל חדש כדי לדמות כיצד פיצוצי סופרנובה יכולים להתפוצץ בתנאים דומים. המדענים גילו כי בהתחשב בצפיפות ובסוג החומר הנכון בתוך כוכב, פניםו הצורב של הגמד הלבן אכן יכול ליצור מספיק גלים סוערים כדי לעורר פיצוץ ספונטני, ממש כמו אלה שנראו במעבדה.
תוצאות אלה, אם יאומתו על ידי מחקר נוסף, יעשו יותר מסתם הרחבת הידע המדעי שלנו בנושא פיצוצים מהממים; החוקרים אמרו שהם יכולים לשפר את ההבנה שלנו לגבי הפיצוצים (הקטנים בהרבה) שמניעים את המכוניות, המטוסים והחלליות שלנו כאן על כדור הארץ. השאר את האוזניים פקוחות לקראת המפץ הגדול יותר שעוד לא יבוא.
