宇宙氣體動力學（cosmic gasdynamics）是套用氣體動力學方法研究宇宙中物質的形態和運動規律的科學，是流體力學和天體物理學相互滲透形成的學科。
基本介紹
- 中文名：宇宙氣體動力學
- 外文名：cosmic gasdynamics
- 類型：新型學科
- 包涵學科：流體力學和天體物理學
介紹,發展,
介紹
流體力學和天體物理學的一個交叉分支，它套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電漿為主，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。所以套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，使得套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布法描述，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，以至於恆星動力學的某些過程也可以用氣體動力學的方法來處理。
發展
近二三十年來，宇宙氣體動力學有了顯著的進展。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，並取得了一批成果，其中包括太陽風、磁層、氣雲的坍縮和碎裂、無碰撞激波、恆星大氣的反常加熱、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，發展了氣體動力學的方法。結合天體中經常出現的強輻射場，發展了輻射氣體動力學；考慮到宇宙磁場的作用，形成了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採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了氣體動力學的領域。
