如果我们身处北纬或者南纬足够高的地方，在晴朗的夜晚，在天空中就会有很大的几率看到一种“灯光秀”－极光。众所周知，极光是由“太阳风”吹过来的高能粒子，在地球磁场的引导和作用下，与大气分子发生碰撞所形成的五颜六色光芒。极光的产生，太阳粒子、磁场和大气层三者缺一不可。但是，当太阳带电粒子撞击地球高层大气的磁场时，为什么会产生极光，其间到底发生了什么？这个问题，一直困扰着科学家们。

近100多年来，随着科学家们对宇宙天体观测和研究的不断深入，逐渐意识到宇宙中的大部分天体特别是恒星，都属于带磁性的高电导率的等离子体，而且宇宙空间中也充满着这些导电的气体。20世纪初，瑞典物理学家阿尔文，在研究高电导率的电流体过程中，发现了“磁冻结”现象，即磁力线与导电流体一起运行，使得导电流体好像黏附在磁力线上一样。

而导电流体在处于磁场“冻结”的情况下，如果垂直于磁场方向，流体受到一个外部的力量干扰，那么导电流体就会发生波动，所形成的波后来被人们称为“阿尔文波”，其传播速度被定义为“阿尔文速度”。这个发现，可以用来解释太阳黑子的形成原因、恒星磁场以及地球磁场某方面的观测特征。

阿尔文波与其它波具有相似的特征，即波的振动方向与传播方向相垂直。如果我们将磁场想象为一连串的线，那么当我们拉伸这些线时，磁力线就会具有弹回原状的趋势，这种弹回效应引起的振动，其实就是阿尔文波。

当来自太阳的“风暴”从太阳表面发出时，巨大的能量将无数高能带电粒子吹向四面八方。其中有一部分径直向地球奔来。当这些高能粒子接触到地球高空上面的磁场时，在电磁效应的作用下，会引发地球磁力线呈现出各种各样的弯曲。