宇宙空间等离子体

等离子体状态是物质存在的一种特殊状态。随着温度升高，物质会由固态逐渐变为液态乃至气态。若将温度升高到几千度以上，气体分子或原子就会失去电子，成为带正电的离子和脱离原子核束缚的电子，这个过程称为电离。当气体温度足够高时，将会有大量的气体发生电离。气体中的离子和电子充分多时，带电粒子之间及带电粒子与环境之间的电磁相互作用将起到主要作用。这种离子、自由电子及气体分子共存的状态就是等离子状态。

等离子体气体可以导电，这种状态的电离气体表现出集体行为，即电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到周围带电粒子，同时也受到其他带电粒子的约束，整体行为表现为电中性，也就是电离气体内正负电荷数相等。等离子体和普通气体性质不同，普通气体由分子构成，分子之间相互作用力是短程力，仅当分子碰撞时，分子之间的相互作用力才有明显效果，理论上用分子运动论描述。在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力。库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果。等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场;电荷定向运动引起电流，产生磁场。电场和磁场要影响其他带电粒子的运动，并伴随着极强的热辐射和热传导。等离子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的第四态。

生物圈之外99%以上的宇宙是由等离子体构成的。距地面几十千米的电离层就是与我们相距最近的空间等离子体。每当雷鸣闪电时，就表明了等离子体的存在。电离层是由太阳辐射导致上层大气部分电离而产生的。电离层上方的大气层也称为磁层，其等离子体密度小于电离层的等离子体密度。磁层外层为行星星际空间，充满来自太阳的带电粒子的辐射，即太阳风。太阳风来自太阳的最外层(日冕)，日冕是一种较稀薄但完全电离的等离子体。在星体空间中，等离子体密度小，质量也小，只占宇宙等离子体总量的不到百分之一，大部分等离子体都聚集在星体内部。在我们的生产生活中，还有人工等离子体，普通的火焰就是密度极小的等离子体。氢弹爆炸则是氢同位素氘核等离子体在上亿度的高温下发生的一种不可控核聚变反应。等离子体存在于宇宙的许多地方，对人类的生存起着举足轻重的作用，人类对等离子体的了解、研究只是初步阶段，许多问题还有待进一步解决。