太阳耀斑和其他类型的空间天气会对太空飞行、电信和绕地球运行的其他类型的卫星造成严重破坏。但是，迄今为止，科学家们研究克服这一挑战的方法的能力非常有限。这是因为他们在地球上的实验室里进行的实验受到重力的影响，与太空中的情况截然不同。

但是加州大学洛杉矶分校物理学家的一项新研究可能最终有助于解决这个问题——这可能是在太空探险中保护人类(和设备)以及确保卫星正常运行的一大步。这篇论文发表在《物理评论快报》上。

加州大学洛杉矶分校的研究人员在一个直径3厘米(约1.2英寸)的玻璃球内有效地再现了存在于恒星和其他行星上或附近的引力类型。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——产生一种流体电流，进而产生磁电流。

这一成就可以帮助科学家克服重力在实验中的限制作用，这些实验旨在模拟发生在恒星和其他行星中的对流。

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:“人们对尝试用实验室实验来模拟球形对流非常感兴趣，以至于他们实际上在航天飞机上进行了一个实验，因为他们在地面上找不到足够强的中心力场。”“我们展示的是，我们的微波产生的声音系统产生的引力如此之强，以至于地球引力不是一个因素。我们不需要再去太空做这些实验了。”

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华氏5000度。球内的声波就像重力一样，将热的、弱电离的气体(称为等离子体)的运动约束成类似恒星中等离子体电流的模式。

“声场的作用就像重力，至少在驱动气体中的对流时，”加州大学洛杉矶分校的项目科学家、该研究的第一作者约翰·库拉基斯(John Koulakis)说。“通过在热等离子体球形烧瓶中使用微波产生的声音，我们实现了比地球引力强1000倍的重力场。”

在地球表面，高温气体上升是因为重力使密度更大、温度更低的气体更靠近地球中心。

事实上，研究人员发现，靠近球体外半部分的热而明亮的气体也向外移动到球体的壁上。强而持久的引力产生了类似太阳表面附近的湍流。在球体的内半部分，声重力改变了方向并指向外，这导致热气体下沉到中心。在实验中，声引力自然地将最热的等离子体保持在球体的中心，在恒星中也发生这种情况。

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有助于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，去年一场太阳风暴摧毁了40颗SpaceX卫星。这种现象也给军事技术带来了问题:例如，高超声速导弹周围形成的湍流等离子体可能会干扰武器系统的通信。

这项研究部分由国防部国防高级研究计划局(DARPA)和空军科学研究办公室资助。

Putterman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，并进行更长时间的观察。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。