断电9小时，600万人受影响，什么天气这么可怕？

iamkfeng

太阳和地球之间的空间真的是空空荡荡的真空吗？其实这一区域充斥着称为太阳风的稀薄电离气体。太阳风从太阳出发，不断吹拂地球，进而影响人类生活。南方科技大学地球与空间科学系教授刘凯军说，关心宇宙空间的天气，也是关心我们人类自己。让我们一起来领略空间物理的魅力吧。本文根据有意思博物馆演讲剧场——我是科学家‘宇宙深处，心之所向’现场演讲整理。

刘凯军演讲视频：

　　以下为刘凯军演讲实录：

　　大家好，我叫刘凯军，来自南方科技大学地球与空间科学系。

　　我研究的领域是空间物理，跟天体物理研究者们比起来的话，我的“眼界”窄一点，是研究离地球相对更近的太阳系空间——日地空间的一些物理过程。

　　当时之所以选空间物理这个专业，也是一个美丽的错误。我上初中和高中的时候除了物理学得好之外，其它科目学都一塌糊涂，上大学的时候就想学物理。当时选的是北京大学，受当时社会环境的影响，我对航空航天特别感兴趣，想成为一名设计火箭卫星的设计师，做一些技术方面的工作。在北大，与“航天”最接近的专业可能就是空间物理了，就选了这个方向。学了几年之后发现，原来空间物理是研究空间环境的，也就是是火箭和卫星它运行的环境，而非空间技术本身。

演讲嘉宾刘凯军：《今天宇宙空间里的天气怎么样》

　　说实话，那时候也是失望了很久，但是后来随着学习深入，逐渐发现空间物理也有很多奥妙、很吸引人的东西，所以就这样一直走下来了。

　　我今天演讲的题目是《今天宇宙空间里的天气怎么样》。首先想展示太阳系里面星体的基本示意图。

　　我相信在座的各位都对太阳系里面八大行星或者九大行星（因为最远的行星冥王星地位未定）应该都比较熟悉，图上拖着个尾巴、像个气团一样跑的那个是彗星。空间物理研究什么？我们研究这幅图里面黑洞洞的区域，也就是太阳系里除了星体之外的这块区域。

　　也许有人会犯嘀咕：你开玩笑吧，我从中学的时候就知道这个区域是真空，里面什么东西都没有，你天天捣鼓这玩意？今天我就想给大家讲，这里并不是真空的，而是充斥着一种非常稀薄的物质。在太阳系里，我们称这种物质为太阳风，而它存在的证据就是彗星。

　　彗星飞行的时候拖着一个长长的尾巴，很漂亮。我估计很多朋友知道彗星的尾巴是怎么产生的：彗星有彗核，组成成分主要是冰和尘埃，像是一个很大很脏的雪球，在太阳的照射之下，这个大雪球发生了汽化，当彗星移动的时候把这些气体抛在了后面形成彗尾。

　　但是如果仔细看这张图，会发现除了我们熟悉的白色的、比较明亮的彗尾之外，还有一条蓝色的、稍微暗一点的彗尾。这个彗尾是怎么来的呢？这就要从我们太阳风谈起了。

　　这是美国的一个观测器观测的结果。可以看到从太阳表面不断的喷射出一些流体。我们知道固体受热之后变成液体，液体受热之后变成气体，温度再继续升高之后气体会变成什么呢？这时温度特别高，以至于物质原子和分子中的电子就跑掉了，电离形成等离子体。太阳表面温度就特别的高，物质电离之后形成等离子状态的流体，从太阳喷射出去。

　　等离子体状态的物质并不是太阳系独有的，整个宇宙空间都充斥着这样的等离子体。据有些科学家估算，虽然这种等离子体的密度非常的低，可是它的体积庞大，整个宇宙空间里都充斥着这种稀薄的气体。统计认为宇宙空间99%的物质都是等离子体状态。

人类对等离子体并不陌生，我们日常生活中间也充斥了各种等离子体。

　　比如家用的日光灯管发光的时候，灯管里面的气体就处于一种弱放电的等离子状态；闪电发生的时候造成大气的击穿放电，也会产生少量的等离子体；而人类未来能源的主要希望，可控核聚变，也是因为我们还没有找到有效束缚等离子体的办法而暂时无法实现——核聚变产生的巨大能量能够使得周围的物质处于等离子体状态，无法有效束缚这些等离子体也就无法实现持续的可控的核聚变。而这一科学挑战也是当前等离子体物理研究的主要动力之一。

　　让我们重新回到空间物理和太阳风。从太阳表面不断吹出来的等离子体流就是太阳风，当太阳风吹到彗星的时候，发生了什么呢？

　　原来，在太阳光的照射下，彗星的冰核不但可以气化，而且还有一小部分被电离成为等离子体。当太阳风吹到彗星时，两股等离子体流可以相互作用，以至于彗星的等离子体尾巴被太阳风吹“歪”了，一直背向太阳。可见，这条彗尾的存在给太阳风的存在提供了有力的证据。

　　太阳风离开太阳之后吹向广阔的宇宙空间，与太阳系里的各个天体、行星之间有复杂的相互作用。我们作为人类，肯定更关心它会怎样影响地球的空间环境，怎样影响我们自己的生活。大家肯定都知道地球有地磁场，磁场看不见摸不着，但确实存在。

　　如果在一个磁铁周围撒上铁粉，就会出现一个有意思的形状。为了形象地展示磁场的特性，人们引入了磁力线的概念，就是沿着铁粉的分布形状画一些虚线，认为磁场有这样一个位形。