宇宙的起源始於大爆炸，但是直到現在，超新星爆炸的點火方式一直是個謎。當恆星死亡時，它們會留下被稱為超新星的爆炸性遺產，通常它比其宿主星系耀眼。這樣的爆炸可能導致了宇宙的創造。因此我們可以說這次爆炸一定是規模巨大的，是迄今為止宇宙所經歷過的最大的一次，因為此後再沒有其他宇宙被創造出來。

然而在中佛羅里達大學(UCF)的實驗室裡，科學家們用一根2×2英寸的試管重現了可能導致大爆炸的爆炸，這樣的爆炸機制可能誕生了我們所知的宇宙。

10月31日發表在《科學》雜誌的新研究中，研究人員詳細介紹了可能引起爆炸的機制，這對於科學家用來理解宇宙起源的模型至關重要。

該研究的合著者、中佛羅里達大學機械和航空航天工程系助理教授卡里姆·艾哈邁德解釋說，他們們定義了一個關鍵的標準，在這個標準下，可以讓火焰自行產生湍流，自發加速，並轉變為爆炸。他們利用湍流來加強反應的混合，使之轉變成劇烈的反應，並最終形成超新星，簡單來說就是恆星爆炸。概括地說，科學家把一個火焰簡化，使其以五倍音速的速度反應。

加州大學聖迭戈分校機械與航空航天工程系助理教授卡里姆·艾哈邁德，最初是在探索高超音速噴氣推進的方法，測試發動機的推進力以使航空和太空旅行工具能夠以高超音速飛行。作為實驗的一部分，他還測試了非常活躍的火焰，因此意外發現了產生類似大爆炸的有趣爆炸機制。

當研究小組開始更深入地研究時，立刻意識到這與宇宙起源一樣深遠。他們的研究發現了可以實現被動火焰轉化為非常活躍的火焰之間的機制。到了一定程度就會引發爆炸，本質上就是超新星。

研究發現的關鍵是在無限制的火焰中加入適量的湍流並將其混合，直到火焰自我延續，這時火焰開始燃燒吸收的能量，導致5馬赫的高超音速超新星爆炸。

品質比太陽大10到100倍的恆星死亡會產生超新星爆炸。在我們銀河系這樣的星系中，超新星爆炸大約每50年發生一次。但是這些爆炸最初如何點燃仍然是一個謎。在其死亡期間，恆星將開始燃燒，消耗氧氣和碳，然後經歷加速過程和以強烈爆炸結束的過渡模式。

這一發現的應用可能包括更快的空中和太空旅行，以及更先進的發電技術，包括在燃燒中使用的所有產品都轉化為能量時產生零排放的反應。該發現是通過使用一種獨特的湍流激波管實現的，這種激波管可以允許在封閉的環境中產生爆炸並進行分析。超高速鐳射及照相機被用來記錄和測量爆炸，並幫助指出需要哪些因素才能使得火焰達到一個臨界點實現高超音速，劇烈的反應。

UCF的推進和能量研究實驗室是該項研究進行的地方，該實驗室擁有美國唯一的用於測試高超音速反應的湍流激波管。

該研究的四位合著者分別來自康涅狄格大學機械工程系、UCF機械和航空航天工程系、海軍研究實驗室以及空軍研究實驗室。這項研究得到了美國空軍科學研究辦公室的資助。計算資源由美國國防部高效能運算現代化專案前沿專案和海軍研究實驗室提供。

參考：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191031154921.htm