恒星流動的表層奏響“天籟之聲”
英國約克大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)有了一項(xiàng)意外的發(fā)現(xiàn),物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明,恒星發(fā)出了震撼的天籟之音,他們從天體流體力學(xué)的研究方法中得出了結(jié)論。物理學(xué)中的流體力學(xué)可以追溯到古代埃及,但在流體力學(xué)領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)十分不易,好似人們在通訊技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)了通訊工具,開發(fā)了多種通訊方式,手機(jī)是人們最常用的通訊終端之一,60%以上的流動人群現(xiàn)在都用手機(jī)“刷屏”,但無論手機(jī)和通訊的方式怎樣改進(jìn),電子通訊的物理本質(zhì)是傳輸電磁波。約克大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)在檢驗(yàn)超強(qiáng)激光和等離子體的相互作用時收獲了未有預(yù)期的發(fā)現(xiàn)。
約克大學(xué)物理學(xué)系下屬的等離子體研究所的研究員約翰·帕斯利發(fā)現(xiàn),在激光轟擊的百億分之一秒時間,等離子體從高密區(qū)域快速地流動到低密區(qū)域,低密區(qū)域比高密區(qū)域有更高的滯留性。等離子體從高密區(qū)流向低密區(qū),從中產(chǎn)生了類似交通堵塞的現(xiàn)象,等離子體在高密區(qū)和低密區(qū)的界面堆積,產(chǎn)生了連串的壓力脈沖或聲波。

等離子體的流動受阻,產(chǎn)生了高頻率的聲波,蝙蝠和海豚都不能忍受這種高頻聲波的襲擊,只能在高分貝聲音的痛苦中掙扎。等離子體的聲波頻率達(dá)到了大約1萬赫茲,研究人員以前沒有預(yù)料等離子體產(chǎn)生了高頻率的聲波,在等離子體材料中產(chǎn)生了接近最高頻率的聲波或在等離子體材料中產(chǎn)生了相當(dāng)于任何哺乳動物聲音強(qiáng)度600萬倍頻率的聲波。
帕斯利博士和印度孟買的塔塔基礎(chǔ)科學(xué)研究所、牛津郡的英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會下屬的激光設(shè)施中心的科研人員開展合作研究,在有關(guān)等離子體的物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了超強(qiáng)聲波。自然界的少數(shù)物體發(fā)出了超強(qiáng)頻率的聲波,恒星表面形成了最強(qiáng)聲波的物理?xiàng)l件,在恒星的表層結(jié)構(gòu)集聚的流動性等離子體產(chǎn)生了劇烈的聲響,恒星聲波學(xué)的效應(yīng)與科研人員在實(shí)驗(yàn)室模型中檢測的信號很相似。

恒星在太空奏響,但人們聽不到恒星“聲嘶力竭”的唱響,恒星的“天籟之聲”不能在真空中傳播,不然的話,人們會聽到太陽發(fā)出的“震耳欲聾”聲響。約克大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)在聲波檢測的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了一種技術(shù),很像警察在執(zhí)法時使用的超速照相機(jī),“抓拍”技術(shù)的應(yīng)用使得科學(xué)家準(zhǔn)確地測量了等離子體的流動狀態(tài),他們在激光轟擊目標(biāo)材料之后的百億分之一秒檢測了聲波的頻率。
STFC'激光設(shè)施中心等離子體物理學(xué)組的研究人員阿歷克斯·羅賓遜開發(fā)了一套聲波的數(shù)字模擬系統(tǒng),最初確定聲波的信號來源十分困難,通過一套數(shù)字模型的開發(fā),科學(xué)團(tuán)隊(duì)模擬了在實(shí)驗(yàn)過程中檢測到的波長移動,從中發(fā)現(xiàn)了一種對流體的運(yùn)動產(chǎn)生聲波的檢測方法,相似的情形出現(xiàn)在恒星表層結(jié)構(gòu)等離子體的流動?!段锢韺W(xué)評論通訊》發(fā)表了科學(xué)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)成果,印度塔塔基礎(chǔ)科學(xué)研究所,英國工程和物理科學(xué)研究委員會為項(xiàng)目研究提供了資金支持。

(編譯:2015-4-2)