百摩网
当前位置: 首页 生活百科

欧洲科学家发现全球磁场强度(磁场可以转化为能量)

时间:2023-08-12 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 生活百科

以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!欧洲科学家发现全球磁场强度根据爱因斯坦的质能方程,我们知道,物质和能量是可以互相转化的。在一定的条件下,物质可以转化为能量,这个过程遵循着E=m·c^2。这个过程,如今已经被科学家所接受,甚至是理所当然的常识了。这个神秘的现象,就是磁重联现象。

欧洲科学家发现全球磁场强度?根据爱因斯坦的质能方程,我们知道,物质和能量是可以互相转化的在一定的条件下,物质可以转化为能量,这个过程遵循着E=m·c^2这个过程,如今已经被科学家所接受,甚至是理所当然的常识了,接下来我们就来聊聊关于欧洲科学家发现全球磁场强度?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!

欧洲科学家发现全球磁场强度

根据爱因斯坦的质能方程,我们知道,物质和能量是可以互相转化的。在一定的条件下,物质可以转化为能量,这个过程遵循着E=m·c^2。这个过程,如今已经被科学家所接受,甚至是理所当然的常识了。

不过,近些年来,科学家发现了一种更神秘的现象,可以让磁场“湮灭”,转化为其他形式的能量。这个神秘的现象,就是磁重联现象。那么,磁场究竟是怎样”湮灭“的呢?磁重联究竟是什么现象呢?

不寻常的耀斑

2003年10月底,全世界的科学家们严阵以待,准备接受来自太阳的挑战。这段期间,人类有记录以来历史上最剧烈的一次太阳耀斑,就这样爆发了。

耀斑,是太阳活动的一种,指的是太阳表面局部区域突然释放大量能量的爆发现象。在这个过程中,大量的电磁辐射伴随着各种微观粒子,射到太空中,波及范围极远,对人类的电子设备会造成巨大的影响甚至破坏。

为了保护还在太空中的宇航员,地面人员命令他们躲到国际空间站专门防辐射的区域。可是,还暴露在太空的卫星就倒霉了,即使采取了暂时关闭的措施,但很多卫星仍然难逃永久性破坏的命运。

对于地球上的人们来说,有了地磁场的保护,还算是相对安全。可是,瑞士南部仍然因此而导致电力系统出现问题,5万户居民因此断电。

导致这个结果的,正是磁重联现象。

什么是磁重联

所谓磁重联现象,其实看名字就明白了,就是磁场、或者说磁力线发生断裂,然后重新连接的过程。

这个过程听起来就那么诡异——场还能断?没错,就是这么诡异。

根据中科院科学家的介绍,磁重联过程可以改变磁场的拓扑形态,释放磁场能量,使得等离子体能量急剧升高,并产生高速的粒子喷流,从而使行星磁层变得不稳定,触发磁层亚暴以及磁暴,导致极光等现象的爆发。

这个过程,主要发生在磁层顶区域。磁层顶区域在哪呢?就是行星磁层和太阳风的交界处,这里就叫磁层顶。也就是说,任何有磁场的行星都有磁层顶区域,也就可以发生磁重联现象。比如下图,就是当初卡西尼号探测器捕捉到的土星磁重联现象。

磁重联和太阳活动的关系

当然,磁重联也不是只有磁层顶可以发生。目前来说,科学家认为太阳内部也会发生磁重联现象,由于重联区磁场与等离子体的解耦效应,磁重联会表现为反向平行磁力线先相互靠近“断开”再“重新连接”的现象。这其中磁力线的断开过程,也可以看作是磁力线之间的湮灭,因此磁重联现象又被称作磁场湮灭。

重新连接后,富余的磁场能量就会转化为其他形式的能量(如动能、热能等),释放出去。这些能量冲破太阳大气,就形成了日冕、耀斑等各种太阳活动。

当这些太阳活动所辐射的粒子以接近光速的速度来到行星的磁层顶时,就会形成行星的磁重联。其实,磁重联的过程也可以简单地来理解,比如NASA做的这张动图:

在地球上,我们如何运动可能更多的是取决于重力。而在地球上空,这些微观带电粒子的运动方式,则要由磁重联现象说了算。

磁层顶发生的磁重联现象,也不是只会导致不好的结果。科学家认为,地球绝美的景观——极光,也很有可能是磁重联导致的。

而当我们观看极光的时候,却很少有人知道,这是地球磁场为了保护地表生物而与太阳风进行的搏斗。正是它与太阳风产生的磁重联,让太阳辐射的粒子无法伤害生物。极光,就是这场搏斗过程中的“火花”,也是地球给生物的温柔。

相关探测器

由于磁重联是个相对比较新的研究领域,所以世界上的相关探测器也并不很多。最著名的一个,就是NASA的磁层多尺度任务(Magnetospheric Multiscale Mission,简称MMS)。

2015年,NASA在佛罗里达的卡纳维拉尔角空军基地发射了四颗卫星,这些卫星就是执行MMS任务的主要武器。据介绍,这4颗直径3米、高1米的八角形小卫星(天线在太空中展开,其长度可达60米),携带着相同的等离子分析仪、高能粒子探测仪、磁力计、电场仪器以及防干扰设备,以4.5英里的间距分布,收集相关信息,提供给地面的科学家。

刚发射的时候,四颗卫星在地球上空4.35万英里上空盘旋,后来由GPS导航控制调整到11.63万英里,约合18.7万公里,几乎是地月距离的一半了,它们也是目前世界上飞得最高的绕地球人造卫星。

我国科学家也有对磁重联现象进行研究,不过据我了解,还没有像NASA的MMS这样的设备。同时,和MMS专注于对地球磁场的研究不同,我国科学家对太阳内部的磁重联现象研究得比较多(根据我所了解的信息)。

未来研究

至少从目前来看,MMS任务还是人类探索磁重联的最重要渠道。尽管很多科学家已经开始用计算机进行模拟,也有些科学家观测其他天体的磁重联现象,但都没有从太空中看来得直接。不论是相关研究人员,或者选择该方向研究的学生,都以参考MMS的数据为主。

从50多年前有一点磁重联概念的端倪,到上世纪90年代科学家初窥其门径,再到现在的MMS任务,人类已经越来越重视磁重联现象了。它不仅是解释太阳活动的最佳候选者,也是地球保护人类和地表电子设备免受太阳辐射伤害的关键,因此,磁重联的研究对于人类来说至关重要。

可是,不得不承认,人类对于磁重联现象的了解还非常有限,比如磁场能量究竟是怎样转化成其他形式能量的,以及其他很多问题,目前仍是未解之谜。从事该研究的科学家们,还有相当长的一段路要走。

好在,MMS的工作状态还很好,原本只有2年计划寿命的四颗卫星,如今已经多工作了3年。而据NASA的科学家介绍,只要控制得好,它们的能源足够支持它们工作20年。

同时,随着其他国家陆续加入该领域的研究,相信磁重联现象的谜题,早晚会被揭开。届时,不仅电磁学可以大幅发展,而且人类也可以找到一个有效的办法,再也不用担心太阳辐射对我们的影响了。而且,由于磁重联现象也会出现在黑洞附近,到时候人类可以通过新的方式,来探测黑洞的秘密。

往期精彩文章:我能想到最浪漫的事,就是和你一起去看极光

    推荐阅读
  • 给婴儿起名(婴儿取什么名字好听)

    下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!给婴儿起名男孩名字:泽昊、沛振、皓鸿、有晗、豪俊、伦震瑜曜、周德、向彦、良泽、时澎、航晋、映星、一康、东瑞、昊中、正飞、浩新。

  • 西瓜能与桃子一起吃吗(健康桃子和西瓜)

    桃子是夏季人们喜爱的水果,它含有比较高的热量、碳水化合物以及蛋白质,可以提升免疫力。在中医上认为,桃子还有补中益气、生津止渴、健脾养胃等功效,是夏季人们可以常吃的水果。对于糖尿病人群来说,当身体出现低血糖时,吃西瓜也是很好的选择。而桃子,特别是脆桃,由于不容易消化,消化功能薄弱的人士不宜多吃,以免引起消化不良。再者这两种水果甜度较高,糖尿病患者也要注意适量食用。

  • 化妆用粉扑好还是化妆蛋(化妆用的海绵叫什么)

    如果是鸡蛋形、水滴形、葫芦形等,除了叫化妆海绵,还有一个专门的称呼,叫美妆蛋或海绵蛋,美妆蛋的形状剪裁各式各样,满足不同五官的化妆需求。图片来自网络,如有侵权请告知新手用粉扑还是美妆蛋粉扑是大家印象中根深蒂固的化妆工具,平时用来擦擦粉是很好用的。但是最近大部分粉扑爱好者都被美妆蛋种草了。在这里,推荐新手小白使用美妆蛋化妆,会让底妆更贴服,化妆更简单,十分容易上手。

  • 这是第一次写情书的作文(一篇情书一样的作文)

    洋洋写得好,咱要承认,要赞扬,要去学习。这件事告诉我,以目前的教育趋势来说,荣哥还远没到可以撒手的时候,尤其是作文,做家长的要尽量地帮孩子往范文的标准上整。荣哥跟洋洋本来就是好朋友,还一起踢足球,老师刚好拿来对比,各说各的不足,敦促我们分别进步!人为干涉,或许能在短时间内卓有成效,但长久看来,并不是决定孩子成绩的因素。这是洋洋字在课上写的草稿。这是荣哥的写作水平,代表了当代三年级小学生的一般水准。

  • 大雪节气是农历哪天 大雪节气是哪天?

    大雪节气虽然是传统节气,但是却是按照公历算的,在每年公历的12月7日前后,或者当日到来,是一个表示降雨的节气,此时温度降低,降雪的可能性比小雪节气时更大,并不是指降雪量大。鹖鴠不鸣此时天气变冷,寒号鸟的羽毛尽数脱掉,因为怕冷不再鸣叫。虎始交阳气开始萌发,老虎开始有求偶的迹象。

  • 柳树长的菌子可以吃吗(柳树长的菌子可不可以吃)

    柳树通常生长三种蘑菇,一种是像平菇一样的柳树菇,这种可食用,味道新鲜滑嫩。

  • 哪些民族过古尔邦节(过古尔邦节的民族)

    哪些民族过古尔邦节古尔邦节是我国回族、维吾尔族、哈萨克族、乌孜别克族、塔吉克族、塔塔尔族、柯尔族、撒拉族、东乡族、保安族等少数民族共同的盛大节日。“古尔邦”在阿拉伯语中称作尔德·古尔邦,或称为德·阿祖哈。古尔邦节是维吾尔族传统宗教节日之中规模盛大、气氛最热烈的一个节日。节期一般为天,在农村甚至延长一周之多。

  • 王者荣耀哪个英雄最接近普通人(王者荣耀最接近普通人的英雄)

    随身的武器仅有两把短剑,和一把重剑。身为战士,却只有刺客的身板。怎么看都是一个柔弱的凡人,没有任何超自然的力量。但就这样一个“柔弱”的凡人,却凭借着自身精湛的武艺和高超的剑术,守卫着边疆,独自面对着无际的长城和无际的敌人,和各路魔种和马贼不分日夜的战斗着。即便遭歹人暗算而背负着叛徒的污名,也没有忘记自己的使命。身为女性,却有着不输男性的热血豪情;身为凡人,却有着永不服输的精神。

  • 泡面过期还能吃吗(泡面过期能不能吃)

    泡面过期还能吃吗过期的方便面一般不能吃,使用过期的方便面,有可能会使血管内壁或者是肠道感染,严重的会导致身体出现消化不良现象,有些人还会出现恶心和呕吐,甚至严重的会出现食物中毒现象。以免身体出现不良反应,最好是在购买方便面时看好生产日期和保质期。泡面的保存期一般是18月,泡面以便存储,泡面会加上一些添加剂。吃完这类油已霉变的泡面,会给身心健康产生威胁。

  • 海星的天敌是哪些(海星暴发殃及贝类)

    近日,青岛胶州湾海域部分养殖区出现大量海星,造成渔民经济损失,引发社会广泛关注。截至目前,当地渔民采取人工捕捞等方式捕杀海星约45万斤,基本一上岸就被收购商抢购一空。经调查,此次海星暴发主要集中在胶州湾海域牡蛎、蛤仔底播海区。灾害结束后,所用网具由辖区渔政部门统一组织妥善处置。