Bir nesnenin manyetik alanı yerçekiminden daha güçlü olabilir mi?

Bir gezegen, yıldız ya da başka bir şekilde yerçekiminden daha güçlü ya da daha fazla menzilli manyetik alana sahip olabilir mi?

— İyi Trolü Muze.
kaynak

ilginç soru!

— uhoh

Yerçekimi ve elektromanyetizma sonsuz aralıktadır.

— user76284

Magnetar? "Bir manyetarın manyetik alanı, öznenin kurucu atomlarının elektron bulutlarını bozan ve yaşamın kimyasını imkansız kılan güçlü manyetik alan nedeniyle 1000 km mesafede bile ölümcül olurdu": en.wikipedia.org/wiki/Magnetar

— jamesqf

Manyetik alan ve kuvvet farklı birimlere / boyutlara sahiptir ve doğrudan karşılaştırılamaz.

— Rob Jeffries

@ Jamesqf Proton'un önlenmesi ...?

— Russell McMahon

Yanıtlar:

Uygun manyetik kuvvette inceleyelim (aksine Lorentz bir yürürlüğe hareketli yüklü bir amacı anlatılan Keng cevabı @ bir numune üzerinde) $S$ kütle ile mıknatıslanmış malzeme $M_S$ karşılaştırma denemek için bir yol olarak. En keyfi sabit bir daimi manyetik momenti olduğunu varsayalım $m_S$ . Demiri kullanamayız çünkü çok kolay doyurulur.

O zaman kuvvetlerin mesafeyle nasıl farklı ölçeklendiğine bakalım

\begin{matrix} (1) & F_{G} = - \frac{G M_{S} M}{r^{2}} \hat{r} \end{matrix}

$\mathbf{F_G} = -\frac{G M_S M}{r^2}\mathbf{\hat{r}} \tag{1}$

\begin{matrix} (2) & F_{B} = \nabla (m_{S} \cdot B (r)) \end{matrix}

$\mathbf{F_B} =\nabla (\mathbf{m_S} \cdot \mathbf{B}(\mathbf{r})) \tag{2}$

Bunları $R$ yarıçapındaki skaler denklemlere indirgersek ( $\mathbf{m_S}$ ve $\mathbf{B}$ paralel olduğunu varsayalım) tüm kuvvetlerin çekici olduğunu varsayalım ve fiziksel yarıçapı $R$ vücudun ekvatorundaki potansiyelleri ve degradelerini değerlendiririz . Dipol örneğimizdeki manyetik kuvvet, yerçekimi kuvvetinden daha hızlı düştüğü için, ikisini fiziksel olarak mümkün olan en yakın mesafede değerlendirmeliyiz:

\begin{matrix} (3) & F_{G} = \frac{G M_{S} M}{R^{2}} \end{matrix}

$F_G = \frac{G M_S M}{R^2} \tag{3}$

\begin{matrix} (4) & F_{B} = \frac{3 m_{S} B_{r = R}}{R} \end{matrix}

$F_B = \frac{3 m_S B_{r=R}}{R} \tag{4}$

burada örneğimiz, alan kaynağımızdan bir $R$ uzaklığıdır ve şu an $m_S$ , 1 kg nadir toprak mıknatısı, yaklaşık 0.000125 metreküp hacminin 1 Tesla katı bir mıknatıslanmadır.

En güçlü manyetik alanlara vurgu yapan tüm MKS üniteleri, tümü pürüzlü, basketbol sahası sayıları

Body             R (m)      M (kg)    B(r=R) (T)    F_G  (N)    F_B (N)    F_B/F_G
Earth            6.4E+06    6.0E+24   5.0E-05       9.8E+00     2.9E-15    3.0E-16
Jupiter          7.1E+07    1.9E+27   4.2E-04       2.5E+01     2.2E-15    8.8E-17
Neutron Star     1.0E+04    4.0E+30   5.0E+10       2.7E+12     1.9E+03    7.0E-10
Magnetar         1.0E+04    4.0E+30   2.0E+11       2.7E+12     7.6E+03    2.8E-09

Yani bir Magnetar için (ayrıca bkz. 1 , 2 ) çok güçlü bir manyetik alana sahip bir tür nötron yıldızı), 1 kg sabit mıknatıs örneğimizdeki manyetik kuvvet, yerçekimi kuvveti kadar milyar başına sadece 3 parçadır.

Kısa mesafelerde (örneğin 1E-15 metre) iki atomaltı parçacığı karşılaştırdığınızda çok daha uygun bir oran görebilirsiniz, ancak astronomik nesneler için yerçekimi akıllıca kazanıyor gibi görünüyor.

— Hata! Beklemedik
kaynak

Manyetik kuvvet ifadenizin doğru olduğunu düşünmüyorum. Manyetik bir malzeme için bu bağlı olmalıdır

. İçinde koyarak Ve eğer

ve birimlerini kullanan, daha sonra nerede

B^{2}

$B^2$

G

$G$

μ_{0} / 4 π

$\mu_0/4\pi$

— Rob Jeffries

@RobJeffries "manyetik" kelimesinin önceki bir sürümden gelen bir eser olduğunu ve bunu "mıknatıslanmış" olarak değiştireceğim. Bir sonraki cümle bunun manyetik momenti

(1 kg, yoğunluğu yaklaşık 8000 kg / m ^ 2, 1 Tesla mıknatıslanması) olan kalıcı bir mıknatıs olduğunu belirtir ve daha sonra

paralel (veya karşıt paralel) olduğunu varsayabiliriz ) Bir nötron yıldızının yüzeyine yakın bir mıknatıs koymak elbette mantıklıdır (bir General Products gövdesi içinde değilse ). Sadece yerçekiminin toprak kaymasıyla kazandığını göstermek istiyorum.

m_{S}

$\mathbf{m_S}$

m_{S}

$\mathbf{m_S}$

B

$B$

— uhoh

Yorumlar uzun tartışmalar için değildir; bu sohbet sohbete taşındı .

— called2voyage

Hangi nesneye etki ettiğine bağlıdır. Elektronlar ve protonlar gibi yüklü parçacıklar üzerindeki Lorentz kuvvetlerinin üzerlerindeki yerçekimi kuvvetinden daha güçlü olduğu manyetik alanlar içeren yıldızlar da dahil olmak üzere birçok nesne vardır .

Ayrıca, Lorentz kuvvetinin gücünün, içinde hareket eden parçacığın hızına bağlı olduğunu unutmayın, bu nedenle burada Dünya üzerinde bile yeterince hızlı hareket eden bir elektron, yerçekimi kuvvetinden daha büyük bir manyetik kuvvet alacaktır. Dünya'nın manyetik alanı, yerçekimi içeremeyen Van Allen kayışlarında yüklü parçacıkları bu şekilde tutabilir.

— Ken G
kaynak

Mükemmel! Yüklü parçacıkların+1 deneyimlediği Lorentz kuvvetini tamamen unuttum ve yerçekimi kuvvetine karşı düz eski statik manyetik kuvvet yaptım .

— uhoh

Bir şekilde kötü bir soruya güzel cevap

— Alchimista

Büyük farkı belirtmek için +1 de. Yerçekimi Lorentz kuvveti iken (ayrık || <<< c) hızdan etkilenmez.

— Mindwin

@Alchimista İşte İnciler >>> Kum Yığını çalışır. Okyanusun dibini topla. Sorular kum gibidir ama kepçeli kısım bir yerde inciler içerebilir. Bir soru, çıkardığı cevapların kalitesi ile ölçülebilir.

— Mindwin

@Mindwin Çok teşekkür ederim. Aslında soruya çok düşündüm. Bunu nasıl söylerdin?

— Trolü muze edin.

Bu imkansız değil, ama kısa cevap "hayır" dır.

Bir yerçekimi alanı tüm maddeyi ve enerjiyi eşit olarak hızlandırırken, manyetik alan sadece hareketli elektrik yüklerini (diğer mıknatıslar) hızlandıracaktır.

Yerçekimine bağlı kuvvet mesafenin ters karesi ile orantılıdır ve manyetizmaya bağlı kuvvet asimptotik olarak mesafenin ters küpüne yaklaşır . Kritik bir mesafede yerçekimi kuvveti manyetik kuvvetten daha güçlü hale gelecektir.

Büyük gövdenin çoğu manyetik olmadığı sürece, manyetik kutuplar üzerinde bile manyetik alan, büyük gövdenin yerçekimi alanında tipik bir mıknatısı havaya kaldırmak için muhtemelen çok düşük olacaktır.

— anonim
kaynak

Elektronlar büyük manyetik anları ve küçük kütleye sahip, bu yüzden onlar için bir şans olabilir ve orto-pozitronyum bir manyetik momenti, küçük kütleye sahiptir ve bir yüksüz yüzden herhangi Lorentz kuvveti olmazdı.

— uhoh

Mükemmel yorum. Alt satırda manyetik kuvvetler yerçekimi kuvvetlerini ancak nesne bir elektron veya atom gibi küçükse aşar.

— PERFESSER CREEK-WATER

Hala burada? sadece dolaşıyor musun?

— Trolü muze edin.