紐約理工學(xué)院研究人員獲得NSF資助以解開宇宙之謎

一位紐約理工學(xué)院的物理學(xué)家獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì) (NSF) 的資助，試圖解開科學(xué)界最大的謎團(tuán)之一：宇宙是如何由星塵形成的。

宇宙中的許多元素，包括人類骨骼中的鈣和摩天大樓中的鐵，都來自遠(yuǎn)古恒星。然而，長(zhǎng)期以來，科學(xué)家們一直試圖了解形成其他元素的宇宙過程——那些起源不明的元素?，F(xiàn)在，伊芙·阿姆斯特朗博士物理學(xué)助理教授，將執(zhí)行第一個(gè)已知的使用天氣預(yù)報(bào)技術(shù)來解釋這些事件的研究項(xiàng)目。她的革命性工作將由為期兩年的 299,998 美元 NSF EAGER 贈(zèng)款提供資金，該獎(jiǎng)項(xiàng)用于支持未經(jīng)測(cè)試但具有潛在變革性想法的早期探索性項(xiàng)目，這些想法可以被視為“高風(fēng)險(xiǎn)/高回報(bào)”。

大爆炸創(chuàng)造了第一個(gè)也是最輕的元素(氫和氦)，隨后在古老的大質(zhì)量恒星中形成了第二個(gè)更重的元素(直到元素周期表上的鐵)。當(dāng)這些恒星爆炸時(shí)，它們的物質(zhì)會(huì)彈射到空間中，在空間中播種元素。最終，來自這些超新星的星塵物質(zhì)形成了太陽和行星，在數(shù)十億年的時(shí)間里，地球的物質(zhì)融合成最初的生命形式。然而，金和銅等比鐵重的元素的起源仍然未知。雖然它們可能是在超新星爆炸期間形成的，但目前的計(jì)算技術(shù)使得全面研究這些事件的物理學(xué)變得困難。此外，超新星是罕見的，大約每 50 年發(fā)生一次，唯一存在的數(shù)據(jù)來自 1987 年的最后一次爆炸。

阿姆斯特朗假設(shè)一種稱為數(shù)據(jù)同化的天氣預(yù)報(bào)技術(shù)可以增強(qiáng)對(duì)這些事件的理解。該技術(shù)依賴非常有限的信息來連續(xù)估計(jì)天氣隨時(shí)間的變化，這可能有助于對(duì)超新星條件進(jìn)行建模。有了模擬數(shù)據(jù)，為下一次超新星事件做準(zhǔn)備，阿姆斯特朗和紐約理工大學(xué)的本科生將使用數(shù)據(jù)同化來預(yù)測(cè)超新星環(huán)境是否會(huì)產(chǎn)生一些重元素。如果成功，這些“預(yù)測(cè)”可能會(huì)讓科學(xué)家們確定哪些元素是由超新星星塵形成的。

“多年來，物理學(xué)家一直試圖了解巨星是如何在幾秒鐘內(nèi)爆炸并創(chuàng)造出導(dǎo)致我們存在的物質(zhì)的。來自另一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域氣象學(xué)的技術(shù)可能有助于解釋這個(gè)難題中的一個(gè)重要部分，而傳統(tǒng)工具使其難以訪問，”阿姆斯特朗說。

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