超级计算机模拟揭开宇宙磁场之谜

威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队在《自然》杂志发表新研究，通过迄今最精细的三维等离子体磁流体模拟（动用1370亿网格点、耗时近1亿CPU小时），揭示了一个关键现象：当等离子体中存在持续的大尺度速度梯度（即不同区域运动速度明显不同，如太阳内部或中子星并合过程中的情形）时，原本混乱的小尺度湍流会逐步自组织，演化出大尺度、有序的强磁场。此前70年，传统发电机理论始终难以解释天文观测中普遍存在的大型有序磁场——因为湍流通常被认为会破坏秩序；而本研究首次明确指出：特定条件下的湍流非但不破坏，反而能‘建造’宏观磁场。验证表明，若取消速度梯度，磁场就无法有序化，证明该梯度是‘开关式’关键因素。该发现不仅与2012年威斯康星等离子体实验室的未解实验现象高度吻合，也为理解黑洞形成、中子星并合、太阳爆发及地磁空间天气等重大问题提供了新物理图景。