今日讯！征服空间天气：研究成功地克服了地球的引力来复制行星的条件

来源：cnBeta 　2023-02-23 17:42:13

加州大学洛杉矶分校进行的一项研究成功地克服了地球引力的影响，复制了其他行星和恒星上的条件。太阳耀斑和各种形式的空间天气会对太空飞行和基于卫星的电信造成重大干扰。然而，由于地球上的实验室实验受到重力的影响，导致结果与太空中的条件大相径庭，科学家们为寻找这一问题的解决方案的努力受到了阻碍。

加州大学洛杉矶分校的研究人员在一个直径为3厘米的玻璃球内有效地再现了恒星和其他行星上或附近存在的重力类型。资料来源：John Koulakis/UCLA

加州大学洛杉矶分校（UCLA）的物理学家最近进行的一项研究最终可以为这一挑战提供一个解决方案，这可能是在太空任务中保护人类和设备以及维持卫星正常运行的重要一步。研究人员的发现最近发表在《物理评论快报》杂志上。

【资料图】

加州大学洛杉矶分校的研究人员在一个直径为3厘米（约1.2英寸）的玻璃球内有效地再现了恒星和其他行星上或附近存在的重力类型。为了做到这一点，他们使用声波来创造一个球形引力场并产生等离子体对流--在这个过程中，气体在接近物体表面时冷却，然后在接近核心时重新加热并再次上升--产生流体电流，反过来又产生磁电流。

这项成就可以帮助科学家克服重力在实验中的限制作用，这些实验旨在模拟恒星和其他行星中发生的对流。

加州大学洛杉矶分校物理学教授、该研究的资深作者塞思-普特曼（Seth Putterman）说："人们对试图用实验室实验来模拟球形对流非常感兴趣，他们之前会把一个实验放在航天飞机上，因为他们无法在地面上获得足够强大的中心力场。我们所展示的是，我们的微波产生的声音系统产生的重力如此强大，以至于地球的重力不是一个因素。我们不需要再到太空中去做这些实验了。"

加州大学洛杉矶分校的研究人员使用微波将玻璃球内的硫磺气体加热到5000华氏度。球内的声波就像重力一样，制约着被称为等离子体的热的弱电离气体的运动，形成类似于恒星中的等离子体电流的模式。

加州大学洛杉矶分校的项目科学家和该研究的第一作者约翰-库拉基斯说："声场的作用就像重力一样，至少在驱动气体对流方面是如此。通过在热等离子体的球形烧瓶中使用微波产生的声音，我们实现了比地球重力强1000倍的重力场。"

在地球表面，热的气体会上升，因为重力使密度大、温度高的气体更靠近地球中心。

事实上，研究人员发现，靠近球体外半部的热的、明亮的气体也向球体壁外移动。强大的、持续的重力产生了类似于在太阳表面附近看到的湍流。在球体的内半部，声学引力改变了方向，指向外侧，这导致热气体下沉到中心。在实验中，声学引力自然地将最热的等离子体保持在球体的中心，这种现象也发生在恒星中。

以反映太阳和行星对流的方式控制和操纵等离子体的能力将帮助研究人员了解和预测太阳天气如何影响航天器和卫星通信系统。例如，去年，一场太阳风暴使SpaceX的40颗卫星瘫痪。这种现象也给军事技术带来了问题：例如，高超音速导弹周围形成的湍流等离子体会干扰武器系统的通信。

普特曼和他的同事们现在正在扩大实验规模，以便更好地复制他们正在研究的条件，这样他们就可以更详细地观察这一现象，并延长观察时间。

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