宇宙氣體動力學

　　流體力學和天體物理學的一個交叉分支，它應用氣體動力學的方法研究宇宙中物質的形態和運動規律。宇宙中的物質形態以等離子體為主，還有稀薄的氣體，此外，行星內部有液態核，它們都是流體或磁流體。所以應用流體力學和磁流體力學能夠描述很多宇觀尺度的天體過程。在有些天體問題中，氣體碰撞的平均自由程比問題的特徵尺度還要大，使得應用氣體動力學的方法受到限制；但是由於宇宙過程的尺度都很大，即使氣體的電導率不高，也會受磁場的強烈影響，而磁場的影響有一種等效於碰撞過程的作用，因此使使得氣體動力學的方法仍可用於描述無碰撞氣體的大尺度過程。無碰撞的粒子一般用統計分佈法描述，對粒子的質量、動量和能量平均可得到矩方程。如果對這些矩方程作某種截斷處理，它們的形式與氣體動力學方程組類似。這樣，宇宙中稀薄氣體的某些運動過程，以至於恒星動力學的某些過程也可以用氣體動力學的方法來處理。

　　近二三十年來，宇宙氣體動力學有瞭顯著的進展。它的研究領域已經從行星環境擴展到太陽內部，從氣雲到星系，以至到局部宇宙的演化規律，並取得瞭一批成果，其中包括太陽風、磁層、氣雲的坍縮和碎裂、無碰撞激波、恒星大氣的反常加熱、宇宙中磁場的起源和演化、宇宙中的湍流特性、星系的密度波理論等。

　　宇宙氣體動力學除運用經典的概念去討論天體過程外，還結合宇宙現象中的具體過程，發展瞭氣體動力學的方法。結合天體中經常出現的強輻射場，發展瞭輻射氣體動力學；考慮到宇宙磁場的作用，形成瞭宇宙磁流體力學或宇宙電動力學；把氣體動力學的連續介質概念用於研究宇宙線，得到宇宙線動力學，等等。現在，大量天體物理的問題都采用氣體動力學的概念和方法進行研究，而討論具體的物理化學過程又反過來擴展瞭氣體動力學的領域。

　　

參考書目

　T.G.柯林著，唐戈等譯：《電磁流體力學》，科學出版社，北京，1960。(T.G.Cowling，Magnetohydrodynamics，Interscience Pub.，New York，1957.)

　S.U.Mahinder，Cosmic Gas DynamicsSons，New York，1974.

　H.J.Habing，Interstellar Gas Dynamics，D.Reidel Pub.，Dordrecht-Holland，1970.

　胡文瑞等編著：《太陽耀斑》，科學出版社，北京，1983。