瑞利-泰勒不穩定性

蟹狀星雲是瑞利-泰勒不穩定性明顯的證據。

流體動力學模擬的瑞利-泰勒不穩定性

瑞利-泰勒不穩定性（Rayleigh-Taylor instability，得名於瑞利男爵和傑弗里·泰勒），簡稱RT不穩定性，在任何時間都會發生在密集的重流體被輕的流體加速時。這是發生在雲與激波系統的事件，或者當密度較高的流體浮在密度較低的液體，像是密度較高的水處於密度較低的油上。

無黏度的理想流體在平衡時，所有的平面都是完全平行的，但是由位能引起的輕微擾動，像是較重的物質因為（有效的）重力作用而下沉，並且輕的物質被替換而上升。當不穩定發展時，向下運動造成的不規則（漣漪）很快的就會被放大成為一系列的「RT手指」；而向上升起的移動，輕的物質會形成球狀帽蓋氣泡。

這種過程在地質的形成上有許多的例子，從鹽丘到溫度反轉，在天體物理和電動力學上也有。「RT手指」在蟹狀星雲中特別明顯，在1,000年前爆炸的超新星將物質噴發和掃掠過蟹狀星雲，在爆炸中產生的脈衝風星雲供給了蟹狀星雲的能量。

要注意不要將噴射液體的「瑞利不穩定性」（或普拉托-瑞利不穩定性）與瑞利-泰勒不穩定性混淆。前者的不穩定性，有時稱為只是水龍軟管（或是firehose），是由表面張力造成的，他作用於噴射的水柱上，當水柱斷裂成為一連串的水珠時，會使水珠成為同樣體積中表面積最小的。

相關條目

• 里克特邁耶－梅什科夫不穩定性
• 開爾文-亥姆霍茲不穩定性
• 蕈狀雲
• 普拉托-瑞利不穩定性
• 鹽指擴展

參考資料

• Rayleigh, Lord (John William Strutt), "Investigation of the character of the equilibrium of an incompressible heavy fluid of variable density," Proceedings of the London Mathematical Society, Vol. 14, pages 170 - 177 (1883). (Original paper is available at: https://web.archive.org/web/20061210173022/https://www.irphe.univ-mrs.fr/%7Eclanet/otherpaperfile/articles/Rayleigh/rayleigh1883.pdf .)
• Taylor, Sir Geoffrey Ingram, "The instability of liquid surfaces when accelerated in a direction perpendicular to their planes," Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, Vol. 201, No. 1065, pages 192 - 196 (22 March 1950).

外部連結

• Java模擬流體的 RT 不穩定性（英文）
• 真實的RT現象圖片和影帶 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（英文）
• 亞利桑那大學的瑞利-泰勒不穩定性實驗（英文）