Naučnici imaju problem kada je u pitanju modeliranje svemirskih događaja unutar laboratorija: Zemljina gravitacija ima tendenciju da stane na put, što otežava repliciranje okruženja daleko od naše planete.
Nedavno predloženo rešenje ima oblik male staklene kuglice prečnika samo 3 centimetra. Uprkos svojoj veličini, lopta prilično dobro simulira ključne sile koje okružuju džinovske planete i zvezde.
Koristeći zvučne talase kao zamenu za gravitacione sile, istraživači mogu prikupiti ključne podatke o formiranju i ponašanju svemirskog vremena, kao što su sunčeve baklje koje imaju potencijal da utiču na letove u svemir, satelite i život na Zemlji.
„Zvučna polja deluju kao gravitacija, barem kada je u pitanju pokretanje konvekcije u gasu“, kaže fizičar Džon Kulakis sa Univerziteta Kalifornije u Los Anđelesu (UCLA).
„Upotrebom zvuka generisanog mikrotalasima u sferičnoj tikvici vrele plazme, postigli smo gravitaciono polje koje je 1.000 puta jače od Zemljine gravitacije.
Gas sumpora unutar lopte zagrejan je do temperature od 2.760 stepeni Celzijusa da bi se proizveli zvučni talasi koji su delovali kao izuzetno jaka gravitacija, stvarajući struje u vrelom, slabo jonizovanom gasu (ili plazmi).
Krajnji rezultat je bila konvekcija plazme, gde se gas hladi dok se približava površini tela kao što je planeta, pre nego što se spusti nazad ka jezgru, gde se ponovo zagreva i ponovo diže. Gas koji teče stvara sopstveno magnetno polje, koje bi u zvezdama činilo temelje različitih oblika svemirskog vremena.
Mnogi uslovi unutar staklene kugle, kao što je način na koji je najtoplija plazma držana u centru sfere, ličili su na mehanizme za koje se teoretizira da se javljaju u zvezdama. Takav rezultat je ranije bilo veoma teško ponovo napraviti u laboratoriji, a sada je snimljen kamerom.
„Ljudi su bili toliko zainteresovani da pokušaju da modeliraju sferičnu konvekciju pomoću laboratorijskih eksperimenata da su zapravo postavili eksperiment u spejs šatl jer nisu mogli da dobiju dovoljno snažno centralno polje sile na tlu“, kaže fizičar Set Paterman sa UCLA.
Osnova istraživanja zapravo potiče od proučavanja lampi, zvuka i vrućih kuglica gasa, a ne bilo čega što je direktno povezano sa svemirom. Ova novootkrivena sposobnost kontrole kretanja plazme pomoću akustične energije mogla bi biti korisna iu nizu drugih oblasti, uključujući proučavanje naše planete.
Za tim, sledeći korak je povećanje eksperimenta kako bi se što više poklapao sa uslovima u svemiru (posebno u pogledu temperature), i da se istraže drugi aspekti simulacije. U suštini, tim treba detaljnije da pogleda eksperiment i da ga natera da traje duže.
Trenutno postoje neke vrste ponašanja konvekcije koje vidimo oko zvezda i planeta koje je previše teško ponoviti čak i sa najmoćnijim računarima. Uz veći razvoj, ova vrsta eksperimenta bi mogla da preuzme posao.
„Ono što smo pokazali je da je naš sistem zvuka generisanog u mikrotalasima proizveo gravitaciju toliko jaku da Zemljina gravitacija nije bila faktor“, kaže Putterman. „Ne moramo više da idemo u svemir da bismo radili ove eksperimente.“
