นักบินอวกาศ

แต่การศึกษาใหม่โดยนักฟิสิกส์แห่ง UCLA สามารถช่วยพิชิตปัญหาดังกล่าวได้ในที่สุด ซึ่งอาจเป็นก้าวสำคัญในการปกป้องมนุษย์ (และอุปกรณ์) ในระหว่างการสำรวจอวกาศ และเพื่อให้มั่นใจว่าดาวเทียมทำงานได้อย่างถูกต้อง บทความนี้ตีพิมพ์ในPhysical Review Letters นักวิจัยของ UCLA จำลองประเภทของแรงโน้มถ่วงที่มีอยู่บนหรือใกล้ดาวฤกษ์และดาวเคราะห์อื่นๆ ภายในทรงกลมแก้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เซนติเมตร (ประมาณ 1.2 นิ้ว) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในการทำเช่นนั้น พวกเขาใช้คลื่นเสียงเพื่อสร้างสนามโน้มถ่วงทรงกลมและสร้างการพาความร้อนในพลาสมา ซึ่งเป็นกระบวนการที่ก๊าซเย็นตัวเมื่อเข้าใกล้พื้นผิวของร่างกาย จากนั้นจึงอุ่นขึ้นอีกครั้งและเพิ่มขึ้นอีกครั้งเมื่อเข้าใกล้แกนกลาง ทำให้เกิดเป็นของเหลว กระแสที่จะทำให้เกิดกระแสแม่เหล็ก ความสำเร็จนี้อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ก้าวข้ามขีดจำกัดของแรงโน้มถ่วงในการทดลองที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อจำลองการพาความร้อนที่เกิดขึ้นในดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ได้ Seth Putterman ศาสตราจารย์ฟิสิกส์แห่ง UCLA และ UCLA กล่าวว่า "ผู้คนสนใจในการพยายามสร้างแบบจำลองการพาความร้อนทรงกลมด้วยการทดลองในห้องปฏิบัติการ นักบินอวกาศ ซึ่งจริงๆ แล้วพวกเขาทำการทดลองในกระสวยอวกาศเพราะพวกเขาไม่สามารถสร้างสนามพลังศูนย์กลางที่แรงพอบนพื้นดินได้" ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษา "สิ่งที่เราแสดงให้เห็นก็คือระบบเสียงที่สร้างจากคลื่นไมโครเวฟของเราสร้างแรงดึงดูดที่รุนแรงมากจนแรงโน้มถ่วงของโลกไม่ได้เป็นปัจจัยสำคัญ เราไม่จำเป็นต้องไปในอวกาศเพื่อทำการทดลองเหล่านี้อีกต่อไป" นักวิจัยของ UCLA ใช้ไมโครเวฟเพื่อทำให้แก๊สซัลเฟอร์ร้อนถึง 5,000 องศาฟาเรนไฮต์ภายในทรงกลมแก้ว คลื่นเสียงภายในลูกบอลทำหน้าที่เหมือนแรงโน้มถ่วง จำกัดการเคลื่อนที่ของก๊าซร้อนที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างอ่อนหรือที่เรียกว่าพลาสมา ให้กลายเป็นรูปแบบที่คล้ายกับกระแสของพลาสมาในดาวฤกษ์ John Koulakis นักวิทยาศาสตร์โครงการ UCLA และผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าวว่า "สนามเสียงทำหน้าที่เหมือนแรงโน้มถ่วง อย่างน้อยก็ในแง่ของการขับเคลื่อนการพาความร้อนในก๊าซ" "ด้วยการใช้เสียงที่เกิดจากคลื่นไมโครเวฟในขวดพลาสมาร้อนทรงกลม เราบรรลุสนามแรงโน้มถ่วงที่แรงกว่าแรงโน้มถ่วงของโลกถึง 1,000 เท่า" บนพื้นผิวโลก ก๊าซร้อนจะลอยตัวขึ้นเนื่องจากแรงโน้มถ่วงทำให้ก๊าซที่เย็นกว่าและหนาแน่นกว่าอยู่ใกล้ใจกลางดาวเคราะห์มากขึ้น อันที่จริง นักวิจัยพบว่าก๊าซสว่างจ้าที่ร้อนใกล้กับครึ่งนอกของทรงกลมก็เคลื่อนที่ออกไปยังผนังของทรงกลมด้วย แรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งและยั่งยืนทำให้เกิดความปั่นป่วนซึ่งคล้ายกับที่เห็นใกล้พื้นผิวดวงอาทิตย์ ในครึ่งในของทรงกลม แรงโน้มถ่วงแบบอะคูสติกเปลี่ยนทิศทางและชี้ออกไปด้านนอก ซึ่งทำให้ก๊าซร้อนจมลงสู่ศูนย์กลาง ในการทดลองนั้น แรงโน้มถ่วงแบบอะคูสติกจับพลาสมาที่ร้อนที่สุดที่ใจกลางทรงกลมตามธรรมชาติ ซึ่งมันเกิดขึ้นในดาวฤกษ์ด้วย ความสามารถในการควบคุมและจัดการพลาสมาในรูปแบบที่สะท้อนการพาความร้อนของดวงอาทิตย์และการพาดาวเคราะห์จะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจและคาดการณ์ว่าสภาพอากาศสุริยะส่งผลต่อยานอวกาศและระบบสื่อสารผ่านดาวเทียมอย่างไร ตัวอย่างเช่น ปีที่แล้ว พายุสุริยะทำให้ดาวเทียม SpaceX หลุดออกไป 40 ดวง ปรากฏการณ์นี้ยังเป็นปัญหาต่อเทคโนโลยีทางทหาร เช่น การก่อตัวของพลาสมาปั่นป่วนรอบๆ ขีปนาวุธความเร็วเหนือเสียง อาจรบกวนการสื่อสารของระบบอาวุธ การศึกษาได้รับทุนบางส่วนจากสำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงกลาโหมของกระทรวงกลาโหมหรือ DARPA และสำนักงานวิจัยวิทยาศาสตร์กองทัพอากาศ ขณะนี้ Putterman และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังปรับขนาดการทดลองเพื่อจำลองสภาวะที่พวกเขากำลังศึกษาให้ดีขึ้น และเพื่อให้พวกเขาสามารถสังเกตปรากฏการณ์ได้อย่างละเอียดมากขึ้นและเป็นระยะเวลานานขึ้น