Скорость изменения температуры с расстоянием, которая управляет движением протонов и генерацией магнитных полей.Температурный градиент — это скорость изменения температуры на заданном расстоянии. В физике он является движущей силой теплопередачи — от микроскопического хаотического движения атомов в нагретом стержне до колоссальных конвекционных потоков внутри звёзд и планет. Везде, где есть разность температур, энергия стремится перетекать от горячего к холодному, и этот поток может организовывать вещество удивительным образом — от генерации магнитных полей до раскрутки звёзд.
Концепция температурного градиента была формализована в начале XIX века Жаном-Батистом Жозефом Фурье, который в своей работе 1822 года «Аналитическая теория тепла» ввёл уравнение теплопроводности, связывающее тепловой поток с температурным градиентом.
Градиент — это вектор: он направлен в сторону наибольшего увеличения температуры, а его величина показывает, насколько быстро температура растёт на метр. В жидкости сильный градиент заставляет горячий, менее плотный материал подниматься, а холодный, более плотный — опускаться; это конвекция. Движение электропроводящей жидкости в сочетании с вращением может растягивать и скручивать силовые линии магнитного поля — этот процесс называется динамо. В твёрдых телах градиент управляет теплопроводностью через колебания атомов или свободные электроны, а в плазме он также может создавать электрические поля и токи.
Температурные градиенты используются в термоэлектрических генераторах (например, в космических зондах типа «Вояджер») для преобразования тепла радиоактивного распада в электричество, а также в теплообменниках, системах охлаждения и моделях прогноза погоды.
Магнитный цикл Солнца — 11-летний ритм солнечных пятен — обусловлен температурным градиентом в солнечной конвективной зоне, который заставляет плазму бурлить, как кипящий котёл.
