<p>太陽耀斑和其他類型的空間天氣會(huì)對(duì)太空飛行、電信和繞地球運(yùn)行的其他類型的衛(wèi)星造成嚴(yán)重破壞。但是，迄今為止，科學(xué)家們研究克服這一挑戰(zhàn)的方法的能力非常有限。這是因?yàn)樗麄冊(cè)诘厍蛏系膶?shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)受到重力的影響，與太空中的情況截然不同。</p> <p>&nbsp;</p> <p>但是加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)家的一項(xiàng)新研究可能最終有助于解決這個(gè)問題&mdash;&mdash;這可能是在太空探險(xiǎn)中保護(hù)人類(和設(shè)備)以及確保衛(wèi)星正常運(yùn)行的一大步。這篇論文發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員在一個(gè)直徑3厘米(約1.2英寸)的玻璃球內(nèi)有效地再現(xiàn)了存在于恒星和其他行星上或附近的引力類型。為了做到這一點(diǎn)，他們使用聲波來創(chuàng)造一個(gè)球形引力場(chǎng)并產(chǎn)生等離子體對(duì)流&mdash;&mdash;在這個(gè)過程中，氣體在接近物體表面時(shí)冷卻，然后在接近核心時(shí)重新加熱并再次上升&mdash;&mdash;產(chǎn)生一種流體電流，進(jìn)而產(chǎn)生磁電流。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這一成就可以幫助科學(xué)家克服重力在實(shí)驗(yàn)中的限制作用，這些實(shí)驗(yàn)旨在模擬發(fā)生在恒星和其他行星中的對(duì)流。</p> <p>&nbsp;</p> <p>加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)教授、該研究的資深作者塞思&middot;普特曼(Seth Putterman)說:&ldquo;人們對(duì)嘗試用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)來模擬球形對(duì)流非常感興趣，以至于他們實(shí)際上在航天飛機(jī)上進(jìn)行了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗麄冊(cè)诘孛嫔险也坏阶銐驈?qiáng)的中心力場(chǎng)。&rdquo;&ldquo;我們展示的是，我們的微波產(chǎn)生的聲音系統(tǒng)產(chǎn)生的引力如此之強(qiáng)，以至于地球引力不是一個(gè)因素。我們不需要再去太空做這些實(shí)驗(yàn)了。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員使用微波將玻璃球內(nèi)的硫磺氣體加熱到華氏5000度。球內(nèi)的聲波就像重力一樣，將熱的、弱電離的氣體(稱為等離子體)的運(yùn)動(dòng)約束成類似恒星中等離子體電流的模式。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;聲場(chǎng)的作用就像重力，至少在驅(qū)動(dòng)氣體中的對(duì)流時(shí)，&rdquo;加州大學(xué)洛杉磯分校的項(xiàng)目科學(xué)家、該研究的第一作者約翰&middot;庫拉基斯(John Koulakis)說。&ldquo;通過在熱等離子體球形燒瓶中使用微波產(chǎn)生的聲音，我們實(shí)現(xiàn)了比地球引力強(qiáng)1000倍的重力場(chǎng)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>在地球表面，高溫氣體上升是因?yàn)橹亓κ姑芏雀?、溫度更低的氣體更靠近地球中心。</p> <p>&nbsp;</p> <p>事實(shí)上，研究人員發(fā)現(xiàn)，靠近球體外半部分的熱而明亮的氣體也向外移動(dòng)到球體的壁上。強(qiáng)而持久的引力產(chǎn)生了類似太陽表面附近的湍流。在球體的內(nèi)半部分，聲重力改變了方向并指向外，這導(dǎo)致熱氣體下沉到中心。在實(shí)驗(yàn)中，聲引力自然地將最熱的等離子體保持在球體的中心，在恒星中也發(fā)生這種情況。</p> <p>&nbsp;</p> <p>以反映太陽和行星對(duì)流的方式控制和操縱等離子體的能力將有助于研究人員了解和預(yù)測(cè)太陽天氣如何影響航天器和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。例如，去年一場(chǎng)太陽風(fēng)暴摧毀了40顆SpaceX衛(wèi)星。這種現(xiàn)象也給軍事技術(shù)帶來了問題:例如，高超聲速導(dǎo)彈周圍形成的湍流等離子體可能會(huì)干擾武器系統(tǒng)的通信。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)研究部分由國防部國防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)和空軍科學(xué)研究辦公室資助。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Putterman和他的同事們現(xiàn)在正在擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，以便更好地復(fù)制他們正在研究的條件，這樣他們就可以更詳細(xì)地觀察這一現(xiàn)象，并進(jìn)行更長時(shí)間的觀察。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>