물체의 자기장이 중력보다 강할 수 있습니까?

행성, 별 또는 다른 방법으로 자기장을 가질 수 있습니까?

흥미로운 질문!

— uhoh

중력과 전자기 모두 무한대의 범위를 갖습니다.

— user76284

자기? "자석의 자기장은 강한 자기장이 피험자의 구성 원자의 전자 구름을 왜곡하여 생명의 화학을 불가능하게하기 때문에 1000km의 거리에서도 치명적일 것입니다": en.wikipedia.org/wiki/Magnetar

— jamesqf

자기장과 힘은 다른 단위 / 치수를 가지며 직접 비교할 수 없습니다.

— Rob Jeffries

@Jamesqf 양성자 세차 ...?

— Russell McMahon

답변:

질량 을 비교하기위한 방법으로 질량 를 가진 자화 된 물질 의 표본 에 대한 적절한 자기력 ( @ KenG 's answer에 설명 된 움직이는 충전 된 물체 에 대한 Lorentz 힘 과 반대)을 살펴 보자 . 임의로 고정 된 영구 자기 모멘트 가 있다고 가정 해 봅시다 . 철분은 너무 쉽게 포화되기 때문에 사용할 수 없습니다. $S$ $M_S$ $m_S$

그런 다음 거리에 따라 힘이 어떻게 다른지 봅시다.

\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}

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

이를 반경 에서 스칼라 방정식으로 줄이면 ( 와 가 평행하다고 가정) 모든 힘이 매력적이라고 가정하고 물리적 반경에서 적도에 대한 전위와 기울기를 평가합니다. . 쌍극자 시편의 자력이 중력보다 빠르기 때문에 물리적으로 가능한 가장 가까운 거리에서 두 가지를 평가해야합니다. $R$ $\mathbf{m_S}$ $\mathbf{B}$ $R$

\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}

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

여기서 우리의 표본은 우리의 전계 원으로부터의 거리 이며, 의 순간 은 1 테슬라의 1kg 희토류 자석 부피의 약 0.000125 입방 미터의 자화입니다. $R$ $m_S$

가장 강력한 자기장에 중점을 둔 모든 MKS 장치, 모든 거친 야구장 번호

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

따라서 Magnetar ( 1 , 2 도 매우 강한 자기장을 가진 일종의 중성자 별)의 경우에도 영구 자석 1kg 시편의 자력은 중력만큼 3 억에 불과합니다.

단거리 (예 : 1E-15 미터)에서 두 개의 아 원자 입자를 비교하면 훨씬 유리한 비율을 볼 수 있지만 천체의 경우 중력이 현명하게이기는 것 같습니다.

— 어 오
소스

자기력에 대한 당신의 표현이 맞다고 생각하지 않습니다. 자성 재료의 경우 에 의존해야합니다 . 그리고 넣고 SI 단위를 사용한다면, 어디에 있습니까?

B^{2}

$B^2$

G

$G$

μ_{0} / 4 π

$\mu_0/4\pi$

— Rob Jeffries

@RobJeffries "자기"라는 단어는 이전 버전의 인공물이며 "자화"로 변경합니다. 다음 문장은 자기 모멘트 (1 kg, 밀도 약 8000 kg / m ^ 2, 1 Tesla 자화)를 갖는 영구 자석 이며 나중에 및 라고 가정 할 수 있다고 언급합니다. 평행선 (또는 반 평행) 중성자 별 표면 근처에 자석을 놓는 것은 당연한 일입니다 ( 일반 제품 선체 에 있지 않는 한 ). 나는 중력이 산사태로이기는 것을 보여주고 싶습니다.

m_{S}

$\mathbf{m_S}$

m_{S}

$\mathbf{m_S}$

B

$B$

— uhoh

의견은 긴 토론을위한 것이 아닙니다. 이 대화는 채팅 으로 이동 되었습니다 .

— called2voyage

그것은 어떤 물체에 작용하는지에 달려 있습니다. 전자와 양성자와 같은 하전 입자에 대한 Lorentz의 힘이 그들에 대한 중력보다 강한 자기장을 갖는 별을 포함하여 많은 물체 가 있습니다.

또한 Lorentz 힘의 강도는 입자를 통과하는 입자의 속도에 달려 있기 때문에 지구상 에서조차도 충분히 빠른 전자가 중력보다 큰 자기력을받습니다. 이것은 지구 자기장이 중력이 포함 할 수없는 Van Allen 벨트에 하전 입자를 포함 할 수있는 방법입니다.

— 켄 G
소스

우수한! +1난 완전히 경험 로렌츠 힘 잊어 대전 된 입자 및 단지 한 중력에 비해 평범하고 오래된 정적 자력을 .

— uhoh

어떻게 든 잘못된 질문에 대한 좋은 답변

— Alchimista

큰 차이를 지적한 것도 +1입니다. Lorentz 힘이 작용하는 동안 중력은 (이산 || <<< c) 속도에 영향을받지 않습니다.

— Mindwin

@Alchimista 진주입니다 >>> 모래가 쌓입니다. 바다의 바닥을 퍼 내십시오. 질문은 모래와 같지만 특종 부분에는 진주가 들어있을 수 있습니다. 질문은 촉발 된 답변의 품질로 측정 할 수 있습니다.

— Mindwin

@Mindwin 대단히 감사합니다. 실제로 질문에 많은 생각을했습니다. 어떻게 말하겠습니까?

— 좋은 트롤을 뮤즈하십시오.

불가능하지는 않지만 짧은 대답은 "아니오"입니다.

중력장은 모든 물질과 에너지를 동일하게 가속하는 반면, 자기장은 이동 전하 (기타 자석) 만 가속합니다.

중력으로 인한 힘 은 거리 의 역 제곱 에 비례하고, 자성으로 인한 힘 은 거리 의 역 큐브 에 무의식적으로 접근합니다 . 임계 거리에서 중력은 자력보다 강해집니다.

대부분의 큰 몸체가 자성을 가지지 않는 한, 자극을 통해서도 자기장은 너무 작아서 큰 몸체의 중력장에서 전형적인 자석을 공중에 띄울 수 없을 것입니다.

— 익명
소스

전자는 큰 자기 모멘트와 작은 질량을 가지므로, 그것들에 대한 가능성이있을 수 있으며, 오르토-포지로 늄 은 자기 모멘트와 작은 질량을 가지며, 충전되지 않으므로 로렌츠 힘이 없습니다.

— uhoh

훌륭한 의견. 결론은 전자 나 원자와 같이 물체가 작을 때만 자력이 중력을 초과한다는 것입니다.

— PERFESSER CREEK-WATER

아직도 여기에? 방황?

— 좋은 트롤을 뮤즈하십시오.