第581章 欧若拉</p>
李谕此前在欧洲时发的几篇关于天文学的论文同样转载在了美国的《Science》上，引起了美国天文学界不小的反应。</p>
目前美国的科研实力相比欧洲整体不咋地，但天文学这东西相对好发展一些，所以比较重视。</p>
李谕收到了美国天文学会海耳的邀请，前往他刚刚设立的威尔逊天文台，那里要召开一场天文学研讨会。</p>
美国天文学会有意把威尔逊天文台建成一座庞大的天文台以提升天文学研究能力，投资很大，已经花了接近十年建设。</p>
按说建设期不至于这么久，主要中间遇到了一次地震，对精密观测设备造成了严重损坏，又花了不少时间重新制造。</p>
海耳算李谕的老相识，多年前李谕刚到美国天文学会时就已经见过面。</p>
威尔逊天文台地址在洛杉矶，李谕乘坐火车来到了美国西部。</p>
海耳同样邀请了加州大学洛杉矶分校（准确说现在还不叫加州大学洛杉矶分校，因为旧金山的伯克利分校不愿意）以及加州理工的部分教授参加。</p>
这两所高校多年后都是美国一流名校，国内的朋友应该对加州理工更熟悉，《生活大爆炸》中的主角谢耳朵等人按照设定就是加州理工的。</p>
李谕说：“既然海耳先生已经发现了黑子磁场，那么就足以说明黑子的诞生与太阳磁场密切相关。”</p>
海耳带着两所高校的校长以及许多天文学会会员共同迎接李谕，足以看出对李谕的重视。</p>
海耳说：“这涉及了物理方面的问题，还是请李谕先生回答吧。”</p>
进入天文台后，海耳先介绍了最近自己的工作，主要是关于太阳黑子、耀斑等。</p>
李谕说：“太阳毕竟是恒星，自然不同。太阳表面的物质运动极为剧烈，它的热传导主要依赖热对流，强烈的对流产生强烈的磁场不足为奇，同样也可以导致温度变化，即表现为天文现象中的太阳黑子。”</p>
“这个问题我暂时还难以回答，”海耳说，然后对李谕说，“院士先生，您是同时擅长天文学与物理学的优秀学者，或许您可以给出答案。”</p>
海耳说：“正好此前李谕先生发表了一篇关于宇宙射线的文章，我们发现，太阳耀斑中抛射的物质含有大量高能宇宙射线，比如X射线、伽马射线等。”</p>
只是目前这两所高校在美国还没什么名气，都很想靠着美国天文学会来涨涨知名度，以促进招生工作。</p>
又有其他人问道：“大到什么程度？”</p>
说是黑子，表面意思就是这一块区域比太阳其他部分低1000摄氏度左右，但温度仍旧很高，起码4000度。如果把太阳其他部分遮住，只留下黑子，仍旧很亮。</p>
施密特问道：“太阳活动也有剧烈的时候？”</p>
耀斑与黑子相反，就是太阳比较亮的部分。</p>
海耳说：“经过多年观测可以肯定是这样的，而且在发现黑子时，往往还会发现太阳上的耀斑现象，耀斑又会抛射大量物质。”</p>
海耳说：“这个理论可以解释得通。另外，我们还发现太阳黑子似乎可以表示太阳活动的剧烈程度。”</p>
海耳说：“只不过这個喷嚏相当致命，根据计算，它们按说可以轻松毁灭地球上的所有生物才对。”</p>
施密特问道：“抛射什么物质？”</p>
“经过多年锲而不舍的研究，我们可以确信，太阳黑子存在周期，并且具有极强的磁场。另外，在研究黑子的光谱时，我们发现其与铁元素光谱特征明线有重合的现象，可以断定太阳的大气中存在铁。”</p>
对于李谕来说，这些几乎就是常识，于是说：“按照太阳的体量，一次往外喷射上亿吨乃至上百亿吨高能等离子体轻轻松松，就像我们随便打个喷嚏。”</p>
“成也磁场，败也磁场，”李谕说，“太阳耀斑、黑子等都源于太阳磁场，所幸的是地球也有磁场，正好能够阻挡这些可怕的高能宇宙射线进入地球大气。它们最终只能在两极地区形成极光罢了。”</p>
一名加州理工的教授施密特问道：“黑子出现的机理是什么？”</p>
海耳说：“可惜我们还无法对整个太阳的磁场进行研究，黑子磁场与太阳磁场有什么联系无从知道。根据对地球磁场的研究，类比到太阳，会发现根本无从对应。”</p>
其实李谕一定程度上混淆了太阳耀斑与日冕物质抛射，不过就算说出来，现在的天文学观测水平也不太容易区分，没有太大影响。</p>
施密特突然想到：“半个世纪以前的卡林顿事件，也是太阳磁场导致吧。”</p>
李谕点点头：“那应该是最强烈的一次太阳耀斑现象，不光两极地区，全世界几乎都能看到极光。幸亏当时的电报还不多，不然造成的灾难后果会有些难以想象。”</p>
1859年的卡林顿事件如果发生在有人造卫星的时代，确实蛮有杀伤力。</p>
海耳又问道：“您提到了极光现象，这同样是个困扰许久的问题，不知道院士先生可不可以给出一种解释？”</p>
极光的英文是“aurora”，音译作欧若拉，意思是罗马神话中的曙光女神。</p>
后来是伽利略把这个词赋予了极光的含义。</p>
只不过作为一个非常美丽的大气物理现象，人类这么多年一直无法解释极光的成因，导致它身上一直笼罩着神秘色彩。</p>
但既然你诚心诚意地发问了，我就大发慈悲地告诉你吧。</p>
李谕一字一句道：“受激辐射，这是最新的量子物理学研究成果。”</p>
在场几乎没有搞量子理论的，全都没听明白。</p>
于是李谕走上讲台，拿起粉笔给他们讲了起来：</p>
“太阳抛射出的大量高能粒子被地磁场阻隔，最终只在磁场相对较弱的两极地区进入了大气层。由于它们的能量很高，在与空气粒子碰撞时会让空气分子获得能量，从而让其中的原子变成激发态。”</p>
李谕在黑板上画了个玻尔的能级理论示意图，接着说：</p>
“激发态毕竟不是稳定态，所以还会返回基态，这个过程就是能级的转换，能极差便会以释放光子的形式体现出来。这就是极光出现的物理机制，我称之为受激辐射。”</p>
不仅极光，激光的原理也是受激辐射。</p>
按照历史，受激辐射是两三年后爱因斯坦首先提出的。</p>
李谕现在给出了更加丰富的解释。</p>
李谕继续说：“就是因为受激辐射，才导致极光主要是绿色，因为高空中氧的含量较高，同时比氮气更容易被激发，而氧受激辐射就会发出557纳米左右的绿光。</p>
“当然，如果太阳抛射出的高能粒子能量再高一点，氮也会被激发，并且发出蓝光；能量再大的话，高空的氧原子还会发出红色的光。”</p>
李谕讲的这些完全可以作为一篇优秀的论文发表。</p>
海耳以及加州理工、加州大学洛杉矶分校的教授们听得一愣一愣：“原来物理学最新的理论会与天文学产生如此梦幻的联动！”</p>
还有人感慨：“太阳实在是太仁慈了，我们能活着全是它的恩赐，否则仅仅一点小波动就足以让地球毁灭。”</p>