Što je zabavnije od nečega što se loše ponaša? Kad je riječ o solarnoj dinamici, znamo puno, ali postoji mnogo stvari koje još ne razumijemo. Na primjer, kada čestica ispunjena sunčevim bljeskom iskače iz Sunca, njegove linije magnetskog polja mogu učiniti neke prilično neočekivane stvari - poput razdvajanja, a zatim se brzo ponovo povežu. Prema teoremu o zamrzavanju fluksa, te magnetske linije trebale bi jednostavno "teći u blokadi" s česticama. Trebali bi ostati netaknuti, ali ne To nije samo jednostavno pravilo koje oni krše ... to je zakon fizike.
Što može objasniti? U radu objavljenom u broju „Nature“ od 23. maja, interdisciplinarni istraživački tim na čelu sa matematičkim fizikom Johnsom Hopkinsom možda je upravo našao vjerodostojno objašnjenje. Prema skupini, temeljni faktor je turbulencija - „ista vrsta nasilnog poremećaja koji može udariti putnički mlaz kad se dogodi u atmosferi“ - ili ona koju vaš brat napusti nakon što pojede pečeni grah. Primjenjujući dobro organiziranu i logično izgrađenu tehniku računalnog modeliranja, istraživači su mogli simulirati što se događa kada se magnetske polja sreću s turbulencijom u suncu. Oružani tim podacima mogli su iznijeti svoj slučaj.
"Teorem o smrzavanju strujanja često lijepo objašnjava stvari", rekao je Gregory Eyink, profesor katedre za primijenjenu matematiku i statistiku koji je bio glavni autor studije "Nature". "Ali u drugim slučajevima, to nesretno propada. Željeli smo otkriti zašto se ovaj kvar događa. "
Koji je teorem o smrzavanju fluksa? Možda ste čuli za Hannesa Alfvéna Bio je švedski inženjer elektrotehnike, fizičar plazme i dobitnik Nobelove nagrade za fiziku 1970. za svoj rad na magnetohidrodinamici (MHD). On je čovjek odgovoran za objašnjenje onoga što sada znamo kao Alfvénovi valovi - niskofrekventna putujuća oscilacija iona i magnetsko polje u plazmi. Pa, prije nekih 70 godina, došao mu je misao da magnetske linije plove duž lokomotive tekućine slične isječcima niti koji teku duž potoka. Trebalo bi im biti nemoguće slomiti se, a zatim se ponovno pridružiti. Međutim, solarni fizičari otkrili su da to nije slučaj kada je riječ o aktivnosti u posebno nasilnom suncu. U svojim promatranjima utvrdili su da se linije magnetskog polja unutar ovih baklja mogu proteći do točke prijeloma i zatim ponovno povezati u iznenađujuće brzom vremenu - samo 15 minuta. Kad se to dogodi, on istiskuje veliku količinu energije koja zauzvrat pokreće baklje.
"Ali princip zamrzavanja strujanja moderne fizike plazme podrazumijeva da bi taj proces u solarnoj koroni trebao trajati milion godina!" Eyink animirano izjavljuje. "Veliki problem astrofizike je taj što nitko ne može objasniti zašto zamrzavanje fluksa djeluje u nekim slučajevima, a u drugima."
Naravno, uvijek se nagađalo da su turbulencije možda bile glavni izvor zagonetnog ponašanja. Vrijeme za istragu? Kladite se. Eyink je zatim udružio snage - i umove - s drugim stručnjacima iz astrofizike, strojarstva, upravljanja podacima i informatike, sa sjedištem u Johnsu Hopkinsu i drugim institucijama. "Po potrebi, ovo je bio vrlo suradnički napor", rekao je Eyink. „Svi su pridonijeli svojoj stručnosti. Nitko to nije mogao postići. "
Sljedeći je korak bio kreiranje računalne simulacije - simulacije koja bi mogla ponoviti stanje plazme sunčeve energije i sve nijanse napunjenih čestica tijekom različitih uvjeta. "Naš je odgovor bio vrlo iznenađujući", rekao je Eyink. "Zamrzavanje magnetskog fluksa više ne vrijedi kad plazma postane turbulentna. Većina fizičara očekivala je da će zamrzavanje fluksa igrati još veću ulogu jer je plazma postala provodnija i turbulentnija, ali, u stvari, ona se potpuno raspada. U još većem iznenađenju otkrili smo da gibanje linija magnetskog polja postaje potpuno slučajno. Ne mislim na "kaotičnost", već naprotiv nepredvidivu kao kvantna mehanika. Umjesto da teče uredno, determinirano, linije magnetskog polja umjesto toga šire se poput vrha dima. "
Naravno, drugi solarni stručnjaci smatraju da možda postoje alternativni odgovori za ovu aktivnost kršenja pravila unutar solarnih bljeskova, ali kao što kaže Eyink: „Mislim da smo napravili prilično uvjerljiv slučaj da samo turbulencije mogu objasniti probijanje polja.“
Ono što je najuzbudljivije je zajednički napor članova tima iz tako raznolikih disciplina. Grupni napor koji je pomogao Eyinku da smisli ovu novu teoriju o zagonetki o suncu. "Koristili smo nove revolucionarne metode baza podataka, poput onih koje su zaposlene u anketi Sloan Digital Sky, u kombinaciji s računalnim tehnikama visokih performansi i originalnim matematičkim razvojem", rekao je. "Rad je zahtijevao savršen brak fizike, matematike i informatike kako bi se razvio suštinski novi pristup provođenju istraživanja s vrlo velikim skupovima podataka."
Zaključno, Eyink je primijetio da nam ova vrsta istraživačkog rada može vrlo dobro dati razumijevanje solarnih bljeskova i izbacivanja koronalnih masa. Kao što znamo, ova vrsta opasnog „svemirskog vremena“ može biti štetna za astronaute, ometati komunikacijske satelite, pa čak i biti odgovorna za gašenje električnih mreža na Zemlji. A znate što to znači ... nema satelitske televizije i nema snage gledati je. Ali to je O.K.
"Ne kasnim vani Ne brini za odlazak. Kod kuće sam oko osam ... Samo ja i moj radio. Nije loše ... Savin je moja ljubav prema tebi. "
Izvorni izvor priče: News Release Sveučilišta Johns Hopkins.
