約140億年前、宇宙のすべての物質は、単一の無限に小さな、無限に密な斑点から自然に噴出しました。このイベントであるビッグバンは、宇宙史上最大の爆発であったと言っても過言ではありません。現在、科学者は、宇宙で最も小さな爆発のいくつか-幅2インチ（5センチメートル）のチューブ内の小さな化学爆弾-を調べて、その原始爆風がどのように起こったかを説明しようとしています。
サイエンス誌で木曜日（10月31日）に発行された新しい研究の著者によると、宇宙でのすべての爆発-それが超新星星であるか、またはあなたの車のエンジンで燃焼しているガソリンの最後の一滴であるかにかかわらず-ルール。
ただし、これらのルールは、閉じ込められていない爆発（壁や障壁で囲まれていない屋外で発生する爆発）を突き止めるのが特に困難です。これらの爆風は、炎の塊から無秩序な火の玉に変容し、挑発はしないようです。 。現在、研究室で一連の制御された化学爆発を研究した後、研究の著者は、宇宙の最小爆発と最大爆発を結びつける、閉じ込められていない爆発の「統一メカニズム」を理解したと述べました。
チームが見つけた鍵は乱流です。十分な乱気流が火炎を巻き上げると、火炎が爆発を引き起こす衝撃波を放出するまで、大量の圧力が蓄積する可能性があります。この発見は、超新星がどのように発生するかを正確に理解する上で重要なツールになる可能性があり、ビッグバンが私たちが知っているように物質の塊から自然にどのように自然に進化したかについての科学的手掛かりさえ与えるかもしれないと研究者たちは述べた。
「われわれは、炎を運転して自らの乱流を自己生成し、自然発生的に加速させることができる重要な基準を定義した」そしてその後爆発し、セントラルフロリダ大学助教授の共著者であるカリーム・アーメッドを爆発させて研究したと声明で述べた。 「より深く掘り始めたとき、これが宇宙の起源と同じくらい深いものに関係していることに気づきました。」
爆発は2つの方法でエネルギーを放出することができます：爆燃、炎が音速よりも遅い圧力波を放出するとき（点滅するろうそくが熱を放出することを考える）、または爆発が超音速で外側に移動するとき（TNTの棒を考える）爆発）。多くの場合、爆燃は爆発につながる可能性があり、その遷移（爆燃から爆轟への遷移、またはDDTとして知られています）は、超新星がどのように爆発するかを説明するための鍵であると研究著者は書いています。
以前の研究のシミュレーションでは、爆燃の過程での炎は、多くの乱気流に曝された場合、自然に加速する可能性があることが示されています。この加速により強い衝撃波が発生し、炎がますます不安定になり、最終的にはイベントが激しい爆発に変わる可能性があります。
このプロセスは、白い小人（かつて強力だった星のコンパクトな死体）が、超新星爆発で自然に噴火する前に何百万年もの間宇宙でくすぶることができる方法を説明できます。ただし、超新星爆発のDDTの説明は、シミュレーションで検証されただけであり、実験的にテストされたことはありません。 （超新星は、かなりの医療費やメンテナンスコストをかけずに地球上に作成することは悪名高いことで知られています。）したがって、彼らの新しい研究では、研究者は一連の小さな化学爆発を通してプロセスをテストしました。これは、遠方の超新星と同じように進化する可能性があります。
チームは、乱流ショックチューブと呼ばれる特別な装置で爆発を点火しました。これは、一端が火花点火器で覆われた長さ5フィート（1.5メートル）、幅1.8インチ（4.5センチ）の中空のチューブです。チューブのもう一方の端は開いたままにし（閉じ込められない爆発を可能にする）、装置全体にカメラと圧力センサーを並べました。
チームは、さまざまな濃度の水素ガスで管を満たし、次に炎をスパークさせました。膨張して管の開放端に向かって進むと、炎は一連の小さな火格子を通過し、火がますます乱流になりました。乱流炎の前に圧力がかかり、最終的に超音速の衝撃波が発生し、爆発音を引き起こし、音速の5倍までの速度で管の長さを打ち下ろしました。 （これらの制御された爆発によって科学者が負傷したことはありません。）
化学火炎実験の結果に基づいて、研究者たちは、同じような条件下で超新星爆発がどのように爆発するかをシミュレートする新しいモデルを作成しました。科学者たちは、星内部の物質の密度と種類が適切な場合、白い小人の燃えている内部が、実験室で見られたのと同じように、自然発生的な爆発を引き起こすのに十分な乱流波を実際に生成する可能性があることを発見しました。
これらの結果は、さらなる研究によって検証された場合、恒星爆発の科学的知識を拡大するだけではありません。研究者は、彼らが地球上で私たちの車、飛行機、宇宙船を推進する（かなり小さい）爆発についての理解を深めることもできると研究者たちは述べています。まだまだ大きな前髪に耳を傾けておいてください。
