<p>太陽耀斑和其他類型的空間天氣會對太空飛行、電信和繞地球運行的其他類型的衛(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。這是因為他們在地球上的實驗室里進(jìn)行的實驗受到重力的影響，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)家的一項新研究可能最終有助于解決這個問題&mdash;&mdash;這可能是在太空探險中保護(hù)人類(和設(shè)備)以及確保衛(wèi)星正常運行的一大步。這篇論文發(fā)表在《物理評論快報》上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員在一個直徑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，他們使用聲波來創(chuàng)造一個球形引力場并產(chǎn)生等離子體對流&mdash;&mdash;在這個過程中，氣體在接近物體表面時冷卻，然后在接近核心時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)家克服重力在實驗中的限制作用，這些實驗旨在模擬發(fā)生在恒星和其他行星中的對流。</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;人們對嘗試用實驗室實驗來模擬球形對流非常感興趣，以至于他們實際上在航天飛機(jī)上進(jìn)行了一個實驗，因為他們在地面上找不到足夠強(qiáng)的中心力場。&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因素。我們不需要再去太空做這些實驗了。&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)的運動約束成類似恒星中等離子體電流的模式。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;聲場的作用就像重力，至少在驅(qū)動氣體中的對流時，&rdquo;加州大學(xué)洛杉磯分校的項目科學(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，我們實現(xiàn)了比地球引力強(qiáng)1000倍的重力場。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>在地球表面，高溫氣體上升是因為重力使密度更大、溫度更低的氣體更靠近地球中心。</p> <p>&nbsp;</p> <p>事實上，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。在實驗中，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干擾武器系統(tǒng)的通信。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項研究部分由國防部國防高級研究計劃局(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)大實驗規(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。</p> </blockquote>