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探究宇宙奥秘:磁星磁场的强大与变化

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:磁星的磁场有多么强大呢?作为中子星的一种,磁星的质量非常大,而在它内部运动的带电粒子也极多,一些天文学家估计这些带电粒子总质量比地球还要大,如此多的带电粒子在狭小的磁星里有规则地运动,结果就创造出目前人类已知的最强大的磁场。在无尽的宇宙中还存在许多磁星,它们的运动和磁场变化也是现代天文学家和物理学家感兴趣的研究对象,了解磁星磁场的来源可以帮助我们更好地认识这个宇宙,这也是科学家不懈追求的目标。

探究宇宙奥秘:磁星磁场的强大与变化

比如我们地球就有磁场,其他行星都有磁场,而离我们最近的恒星太阳也有强大的磁场,它们的磁场产生的原因略有差别,但都是来自运动的带电粒子。对于其他类似太阳的恒星,我们完全可以认为它具有磁场,但是在发现白矮星和中子星之前,对它们是否具有磁场,科学家就无法作出准确的判断了。

对于人类来说,有时候大自然只能被认识,而无法被猜透,在中子星被发现以前,没有人会想到中子星具有磁场。1967年,中子星发射的射电信号被观测到了,中子星具有磁场已经是毋庸置疑的事实,而在此之前,白矮星也被探测到具有磁场。当一颗中子星具有超级强大的磁场时,你猜一猜它会叫什么?是的,它就叫磁星。磁星的磁场有多么强大呢?我们可以比较一下,地球也具有磁场,这样的磁场可以使指南针偏转,从而指引方向;一些工厂里有产生强磁场的设备,这些设备产生的磁场是地球磁场的1万倍,它可以把几吨重的钢铁轻松地吸起来;在实验室里,科学家们制造的磁场强度是地球磁场的10万倍,可以约束那些高速运动的带电粒子,使它们按照设想的路线行进;而在太空中,一颗磁星的磁场强度是地球磁场的1亿亿倍,它是目前我们发现的宇宙中最强大的磁场。如果把这样的磁星放在月亮和地球的中间,那我们的生活可就乱套了:所有的通信设备都会被磁星强大的磁场摧毁;信用卡等东西会因为磁场紊乱而不能使用;铁制的钢笔套将在磁星的吸引下飞离地球;甚至移动一根金属条都可以感觉到有电流产生。也许这样的事情对人类产生的影响仅次于地球失去重力的后果,不过幸运的是这样的事情在现实生活中不太可能发生。

磁星如此强大的磁场是怎么来的呢?现在科学家普遍认为磁场只是带电粒子运动的时候产生的一种物理场,只要有变化的电场,就会在电场附近产生磁场,磁场的大小与电场强度和变化速度有关。在理论上解释这个问题是一件非常麻烦的事,不过在不引起误解的情况下,我们可以把磁星磁场的来源也看作微观带电粒子规则地运动产生的。在磁星里万有引力产生的压力非常巨大,而抵抗这种压力的是大量剧烈运动的中子,这些中子比较规则地排列着,为一些带电粒子创造出特定的通道,这些带电粒子就在中子围成的管道里做高速超流运动,于是强大而规则的磁场就产生了。作为中子星的一种,磁星的质量非常大,而在它内部运动的带电粒子也极多,一些天文学家估计这些带电粒子总质量比地球还要大,如此多的带电粒子在狭小的磁星里有规则地运动,结果就创造出目前人类已知的最强大的磁场。(www.xing528.com)

在无尽的宇宙中还存在许多磁星,它们的运动和磁场变化也是现代天文学家和物理学家感兴趣的研究对象,了解磁星磁场的来源可以帮助我们更好地认识这个宇宙,这也是科学家不懈追求的目标。

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