Dlaczego bomby atomowe tworzą chmury grzybów

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-16 10:20

Wszystko zaczyna się od wybuchu, który tworzy chmurę Pyrocumulus. Ta kula spalających się gorących gazów jest przyspieszana na zewnątrz we wszystkich kierunkach. Ponieważ płonąca kula przyspieszonych gazów jest gorętsza, a zatem mniej gęsta, niż otaczające powietrze, w przypadku wybuchów jądrowych zacznie gwałtownie wzrastać. To ostatecznie tworzy grzybową czapkę.

W miarę jak kulka unosi się, pozostawia za sobą ogrzane powietrze, tworząc efekt podobny do komina, który wciąga w dym i gazy na zewnętrznej krawędzi konwekcji komina w akcji! Wizualnie tworzy to trzon grzyba.

Postrzeganie, że czapeczka grzybka obraca się wokół trzonu, wynika przede wszystkim z różnic temperatury w środku kapelusza i na zewnątrz. Środek jest cieplejszy i dlatego rośnie szybciej, pozostawiając wolniejsze zewnętrzne krawędzie, które można pochwycić w niesamowitych atrybutach konwekcji stożka.

Gdy chmura osiągnie pewien punkt w naszej atmosferze, gdzie gęstość chmury gazowej jest taka sama jak gęstość otaczającego powietrza, rozproszy się, tworząc ładną czapkę.

To prowadzi mnie do krótszej, ale bardziej naukowej odpowiedzi.

Cały ten proces opisuje coś, co opisuje niestabilność Rayleigha-Taylora. Ta niestabilność jest dobrze znana w fizyce i ogólnie opisuje połączenie dwóch różnych substancji (głównie cieczy i gazów), które mają różne gęstości i są poddawane przyspieszeniom. W przypadku bomby atomowej przyspieszenie i cieplejsze gazy powodujące różne gęstości materiału są spowodowane eksplozją.

Z tego można się domyślić, że niekoniecznie potrzebujesz bomby atomowej, aby stworzyć chmurę grzybów. Wszystko, czego potrzebujesz, to wystarczająco dużo energii dostarczonej szybko (w tym przypadku eksplozji), która tworzy kieszeń o różnych gęstościach materiału (w tym przypadku gazy rozgrzane).

Istnieje wiele innych przykładów w naszym świecie, które tworzą i są opisane przez to samo zjawisko, które daje nam tę formację. Na przykład, pola magnetyczne planet, strumień wiatru, który pomaga kontrolować klimat naszej planety, dźwięk kłapiących krewetek, nawet nasze zrozumienie pewnych różnych form fuzji, można przypisać niestabilności Rayleigha-Taylora.

Teraz możesz również zauważyć, że wybuchy jądrowe, oprócz wywoływania tego przerażającego tworzenia się grzybów, czasami powodują obłok wokół pierścienia grzybów. To, co się tutaj dzieje, polega na tym, że obszar niskiego ciśnienia powstaje w wyniku ujemnej fazy fali uderzeniowej (fazy następującej po fali sprężonych gazów w czołowej części fali uderzeniowej). Powoduje to spadek temperatury, który wraz z niskim ciśnieniem może potencjalnie obniżyć punkt rosy wystarczająco, aby powstała tymczasowa chmura. Ta chmura halo wokół wybuchu znana jest jako "Chmura Wilsona", nazwana na cześć szkockiego fizyka Charlesa Wilsona, który wynalazł komorę chmur Wilsona, gdzie można zaobserwować podobne rzeczy.

Fakt premiowy:

To, co powszechnie określano mianem niestabilności Rayleigha-Taylora, zostało po raz pierwszy ujawnione przez Lorda Rayleigha w 1880 roku. Próbował opisać ruch płynów, gdy jedna z wyższych wartości ciężaru właściwego była obsługiwana przez lżejszą. Dokładniej mówiąc, próbując lepiej zrozumieć, jak powstały chmury cirrus. W 1950 r. Sir Geoffrey Ingram Taylor odkrył, że "niestabilność międzyfazowa" Rayleigha występuje również w przypadku innych, różniących się przyspieszeń substancji. Zjawisko i wszystkie równania, które go opisują, stały się znane jako Rayleigh-Taylors.