加州大學洛杉磯分校進行的一項研究成功地克服了地球引力的影響，複製了其他行星和恆星上的條件。太陽耀斑和各種形式的空間天氣會對太空飛行和基於衛星的電信造成重大干擾。然而，由於地球上的實驗室實驗受到重力的影響，導致結果與太空中的條件大相徑庭，科學家們為尋找這一問題的解決方案的努力受到了阻礙。

加州大學洛杉磯分校的研究人員在一個直徑為3厘米的玻璃球內有效地再現了恆星和其他行星上或附近存在的重力類型。資料來源：John Koulakis/UCLA

加州大學洛杉磯分校（UCLA）的物理學家最近進行的一項研究最終可以為這一挑戰提供一個解決方案，這可能是在太空任務中保護人類和設備以及維持衛星正常運行的重要一步。研究人員的發現最近發表在《物理評論快報》雜誌上。

加州大學洛杉磯分校的研究人員在一個直徑為3厘米（約1.2英寸）的玻璃球內有效地再現了恆星和其他行星上或附近存在的重力類型。為了做到這一點，他們使用聲波來創造一個球形引力場並產生等離子體對流–在這個過程中，氣體在接近物體表面時冷卻，然後在接近核心時重新加熱並再次上升–產生流體電流，反過來又產生磁電流。

這項成就可以幫助科學家克服重力在實驗中的限製作用，這些實驗旨在模擬恆星和其他行星中發生的對流。

加州大學洛杉磯分校物理學教授、該研究的資深作者塞思-普特曼（Seth Putterman）說：”人們對試圖用實驗室實驗來模擬球形對流非常感興趣，他們之前會把一個實驗放在航天飛機上，因為他們無法在地面上獲得足夠強大的中心力場。我們所展示的是，我們的微波產生的聲音系統產生的重力如此強大，以至於地球的重力不是一個因素。我們不需要再到太空中去做這些實驗了。”

加州大學洛杉磯分校的研究人員使用微波將玻璃球內的硫磺氣體加熱到5000華氏度。球內的聲波就像重力一樣，制約著被稱為等離子體的熱的弱電離氣體的運動，形成類似於恆星中的等離子體電流的模式。

加州大學洛杉磯分校的項目科學家和該研究的第一作者約翰-庫拉基斯說：”聲場的作用就像重力一樣，至少在驅動氣體對流方面是如此。通過在熱等離子體的球形燒瓶中使用微波產生的聲音，我們實現了比地球重力強1000倍的重力場。”

在地球表面，熱的氣體會上升，因為重力使密度大、溫度高的氣體更靠近地球中心。

事實上，研究人員發現，靠近球體外半部的熱的、明亮的氣體也向球體壁外移動。強大的、持續的重力產生了類似於在太陽表面附近看到的湍流。在球體的內半部，聲學引力改變了方向，指向外側，這導致熱氣體下沉到中心。在實驗中，聲學引力自然地將最熱的等離子體保持在球體的中心，這種現像也發生在恆星中。

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幫助研究人員了解和預測太陽天氣如何影響航天器和衛星通信系統。例如，去年，一場太陽風暴使SpaceX的40顆衛星癱瘓。這種現像也給軍事技術帶來了問題：例如，高超音速導彈周圍形成的湍流等離子體會干擾武器系統的通信。

普特曼和他的同事們現在正在擴大實驗規模，以便更好地複制他們正在研究的條件，這樣他們就可以更詳細地觀察這一現象，並延長觀察時間。