Mi a neve a legerősebb mágnesnek? A legnagyobb mágnes
Manapság az állandó neodímium mágnesek nagyon népszerűek. Ritkaföldfém erős mágnes kiváló minőségű a legtöbben használhatók különféle célokra. Például sokan szeretnek mindenféle kísérletet végezni ezekkel a mágnesekkel. Így emlékezhet a fizikára az iskolából, és elsajátíthatja a mechanika alapjait. A neodímium mágnesek az esküvői dekorációk autóra rögzítésétől a moduláris bútorok rögzítéséig láthatók.
De vajon mindenki tudja, hogy illegális a neodímium mágnesek méter közelében hagyása. Végül is a legtöbb konkrét modellt befolyásolja óriási hatalom, amelyet egy erős mágnes biztosít, egyszerűen abbahagyják az elfogyasztott kilowattok vagy kockák erőforrások számolását. Ez azt jelenti, hogy kiderül, hogy egy adott házban vagy lakásban egyszerűen ellopták az áramot, a gázt vagy a vizet. Mindazonáltal a neodímium mágnesek minden formájú, méretű és tapadóerőssége igen népszerű a piacon, különösen az interneten.
Neodímium mágnes - a legerősebb lehetőség állandó mágnesek amelyeket ma ismer az emberiség. Ezek a termékek különösen a jól ismert fekete ferrit mágnesek számára adnak előnyt. A neodímium mágnes saját súlyának több mint 200-szorosát képes megemelni. Érdekes, hogy a neodímák, bár viszonylag nemrégiben jelentek meg, gyorsan óriási népszerűségre tettek szert. Aktívan használják az iparban, és a termék elsősorban az interneten vásárolható meg.
Kettő van fontos pontokat, amit azoknak kell tudniuk, akik csak a neodímium mágnes vásárlását tervezik. Először is meg kell értenie, hogy egy ilyen konkrét termék nem lehet nagyon olcsó. Ha gyakorlatilag fillérekért kínálják a neodímiumot, akkor ez a termék nagyon gyenge minőségű, és meglehetősen gyorsan lemágneseződik. Másodszor, egy erős mágnes veszélyes az esetleges sérülések miatt, különösen, ha más hasonló termékkel együtt használják. Ennek ellenére ez az erő, gyakran több mint száz kilogramm. Nagyon nem ajánlott engedni, hogy gyerekek játszanak ilyen mágnesekkel.
A legerősebb mágnes
Az állandó mágnesek ferromágnesekből készülnek, erős hiszterézissel a mágnesezési görbében. A ferritmágnesek 0,1-es mezőt képesek létrehozni. 0,2 Tesla a felszínen, neodímium, alnico és szamárium-kobalt - lényegesen több, akár 0,4. 0,5 Tesla a felszínen. Lényegesen nagyobb indukciójú mágneses tereket hoznak létre az elektromágnesek akár ferromágneses maggal, akár mag nélkül, szupravezető tekercsekkel.
Neodímium mágnes - a világ legerősebb mágnese
A neodímium mágnesek messze a legerősebb mágnesek a világon a maradék mágnesezettség, a kényszerítő erő és a fajlagos mágneses energia tekintetében. Jelenleg hordozható méretben, formájúak és szabadon megvásárolhatók.
A neodímium mágnesek megtalálják az utat széles körű alkalmazás V modern technológia. Erő mágneses mező A neodímium mágnesek olyan, hogy a neodímium mágnesekre épített elektromos generátor tértekercsek és vas mágneses magok nélkül is gyártható. Ebben az esetben a letörési nyomaték minimálisra csökken, ami növeli a generátor hatékonyságát.
A neodímium mágnesek ilyenből készült mágnesek kémiai elemek mint a neodímium - Nd, amely ritkaföldfém elem, vas - Fe és bór - B.
A ritkaföldfém-termelés mintegy 77%-a Kínához tartozik. Ezért a legtöbb neodímium mágnest ott gyártják. Anglia, Németország, Japán és az USA a kínai gyártmányú neodímium mágnesek legnagyobb fogyasztói. Ezt meglátogatva ellenőrizheti
A neodímium mágneseket széles körben használják azok miatt egyedi tulajdonságok az anyag nagy maradék mágnesezettsége, valamint azért is, mert hosszú ideig ellenáll a lemágnesezésnek. 10 év alatt legfeljebb 1-2%-ot veszítenek mágnesezettségükből. Ugyanez nem mondható el azokról a mágnesekről, amelyeket korábban gyártottak.
Az USA-ban hozták létre a világ legerősebb állandó elektromágnesét, amely meglehetősen hosszú ideig képes 25 Tesla mágneses teret produkálni, és erről a talapzatról kiszorította a franciák által 1991-ben megalkotott mágnest, amely képes előállítani 17,5 Tesla mágneses mező. Az amerikai mágnest a Floridai Egyetem National Laboratory of High Magnetic Fields szakemberei gyártották, a teljes gyártási költség 2,5 millió dollár volt, amelyet a National Science Foundation különített el erre a célra. Ahhoz, hogy el tudja képzelni ennek a mágnesnek az erejét, érdemes megjegyezni, hogy a mágnes által generált mágneses tér 500 000-szeresen haladja meg a Föld mágneses mezőjét, miközben a mágnes tér teljes ereje egy kis térben összpontosul, ahol a tudósok végezzék kísérleteiket.
Az új mágnes számos előnnyel rendelkezik elődeihez képest. Amellett, hogy 43%-kal erősebb mágneses teret hoz létre, 1500-szor nagyobb teret biztosít ott, ahol a legerősebb mágneses tér található, így a tudósok különféle kísérletek szélesebb körét végezhetik el. Mágneses házban különböző oldalak 4 db 6 x 15 centiméteres lyuk van, amelyeken keresztül lézerfénysugarak vezethetők át a mágnes terében, valós idejű tudományos adatokat fogadva a mágneses tér hatása alá helyezett mintákról.
Egy új mágnes elkészítésekor a tudósok és a mérnökök úgy döntöttek egy egész sorozat különféle technikai problémák. Maga a mágnes két részből áll, amelyek egymástól néhány centiméter távolságra helyezkednek el. Az erő, amellyel a mágnes ezen felei egymáshoz vonzódnak, 500 tonna, és a szerkezet integritásának biztosításához speciális anyagok használatára és szokatlan tervezési megoldásokra volt szükség. Az elektromágneses tekercseken átfolyó áram 160 kiloamper, a szerkezet hűtésére percenként több mint 13 ezer liter vizet pumpálnak át rajta.
Egy új mágnes gyártása leginkább teljesen új távlatokat nyit a kutatás számára különböző területeken, mint a nanotechnológia, az optika és a félvezetőkutatás. De mindenekelőtt a mágnest különféle anyagok tulajdonságainak optikai mérésével kapcsolatos kísérletekhez szánják. Az új mágnessel végzett jövőbeni felfedezéseket az anyagok minőségének és jellemzőinek javítására fogják felhasználni, amelyek lehetővé teszik új típusú félvezetők és chipek előállítását a számítógépek következő generációi számára. Az új mágnes segítségével a fizika, a kémia és a biokémia különböző területein lehet majd új kísérleteket végezni.
A legerősebb mágnes több mint 100 Tesla indukciós mezőt képes létrehozni
A 100 Tesla erejű állandó mágneses tér létrehozása a Los Alamos Nemzeti Laboratórium tudósai által megoldott problémák egyike közel másfél évtizede. És csak a közelmúltban sikerült ezt megtenniük, egy hatalmas, összesen 8200 kilogramm tömegű, hét tekercskészletből álló elektromágnes, amelyet egy hatalmas, 1200 megajoule teljesítményű elektromos generátor hajtott, 100 Tesla mágneses térimpulzust generált. Összehasonlításképpen érdemes megjegyezni, hogy ez az érték 2 milliószor nagyobb, mint a Föld mágneses terének erőssége.
Egy Tesla erősségű mágneses tér egyenértékű egy átlagos hangszóró tekercsében keletkező mágneses térrel. Egy nagy felbontású mágneses rezonancia képalkotó (MRI) mágnes körülbelül 10 Tesla térerősséget produkál. A spektrum másik végén a mágneses térerősség tekintetében a neutroncsillagok állnak, amelyek mágneses térereje meghaladhatja az 1 millió Teslát. A Los Alamos tudósai tehát még messze vannak a neutroncsillagtól, de 100 Tesla mágnesük már a rendkívül erős mágneses mezők tartományában van.
Nagyon fontos, hogy a Los Alamos mágnesben a mágneses mező legerősebb impulzusai ne vezessenek magának a mágnes szerkezetének tönkretételéhez vagy sértetlenségéhez. A kísérlet során összeomlott elektromágnes által generált mágneses térerősség rekordértéke 730 Tesla, és egy speciálisan tervezett mágnes és körülbelül 180 kilogramm tömegű robbanóanyag segítségével a szovjet tudósoknak egy időben sikerült mágneses térimpulzust létrehozniuk 2800 Tesla.
Milyen célokra használják az ilyen erős mágneseket? A Los Alamos laboratórium sajtóközleménye egy szót sem szól szuperfegyverről vagy az éghajlat bolygói léptékű befolyásolásának eszközéről. Úgy képzelem, hogy a legerősebb mágneses terek segítségével különböző anyagok tulajdonságait, kvantumfázisátalakulásokat, illetve egyéb, erős magkölcsönhatásokkal kapcsolatos tudományos kutatásokat végeznek majd.
Források: neodim-ural.ucoz.ru, www.bolshoyvopros.ru, joy4mind.com, www.dailytechinfo.org, www.nanonewsnet.ru, www.agroserver.ru, www.ngpedia.ru
Szellem autó
Már több mint 2 millió megtekintést gyűjtött össze az a videó, amelyen egy szellemautó látható a semmiből egy kereszteződésben. Képzeld, honnan ugrott ki...
Breton törpéi: Goriki
Bretagne-ban hisznek a törpékben vagy gnómokban, akiket az ország különböző részein cryonoknak, couriloknak vagy goricoknak neveznek. Utolsó...
A Bigelow Aerospace "felfújható modulok" ipari gyártására készül
Az űrben lakható modulokat fejlesztő cégként ismert Bigelow elbocsátotta alkalmazottainak egy részét, mivel el akar távolodni a K+F-től...
A legnagyobb mágnes
A mágneses viharokat általában nem tekintik félelmetes természeti jelenségnek, mint például a földrengések, cunamik vagy tájfunok. Igaz, megzavarják a rádiókommunikációt a bolygó magas szélességein, és táncra perdítik az iránytű tűit. Most ezek az interferenciák már nem ijesztőek. Távolsági kommunikáció Egyre gyakrabban vezetik őket műholdakon keresztül, és segítségükkel a navigátorok határozzák meg a hajók és repülőgépek irányát.
Úgy tűnik, hogy a mágneses mező szeszélyei már nem zavarnak senkit. Ám most történt, hogy egyes tények félelmet keltettek, hogy a Föld mágneses terének változásai olyan katasztrófákat okozhatnak, amelyek a természet legfélelmetesebb erőit elhalványítják a tekintetben!
Egy ilyen térváltozás történik ma is... Amióta Carl Gauss német matematikus és fizikus először adott matematikai leírást a mágneses térről, a későbbi mérések – több mint 150 évtől napjainkig – azt mutatják, hogy a Föld mágneses tere folyamatosan gyengül.
Ezzel kapcsolatban természetesnek tűnnek a kérdések: vajon teljesen eltűnik-e a mágneses tér, és hogyan fenyegetheti ez a földlakókat?
Emlékezzünk arra, hogy bolygónkat folyamatosan bombázzák a kozmikus részecskék, különösen intenzíven a Nap által kibocsátott protonok és elektronok, az úgynevezett napszél. 400 km/s átlagsebességgel rohannak el a Föld mellett. A Föld magnetoszférája nem engedi, hogy a töltött részecskék elérjék a bolygó felszínét. A pólusokhoz irányítja őket, hová felső légkör fantasztikus fényeket szülnek. De ha nincs mágneses tér, ha növényi és fauna ilyen folyamatos tűz alatt találja magát, feltételezhetjük, hogy az élőlényeket érő sugárkárosodás lesz a legkatasztrofálisabb hatással az egész bioszféra sorsára.
Annak megítéléséhez, mennyire valós egy ilyen fenyegetés, emlékeznünk kell arra, hogyan keletkezik a Föld mágneses tere, és hogy van-e ebben a mechanizmusban olyan megbízhatatlan láncszem, amely meghibásodhat.
Által modern ötletek, bolygónk magja egy szilárd részből és egy folyékony héjból áll. Fűtött kemény magés a fent elhelyezett köpeny által hűtve a mag folyékony anyaga a keringésbe, konvekcióba kerül, sok külön keringő áramlásra felbomlik.
Ugyanezt a jelenséget ismerik a Föld óceánjai, amikor a mély hőforrások közel vannak az óceán fenekéhez, ami felmelegszik. Ezután függőleges áramlatok keletkeznek a vízoszlopban. Például egy ilyen beáramlás Csendes-óceán Peru partjainál. Hatalmas mennyiségű tápanyagot szállít a mélyről a víz felszínére, így az óceán ezen területe különösen gazdag halban...
A mag folyékony részének anyaga olvadék a magas tartalom fémek, ezért jó elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Tól iskolai tanfolyam tudjuk, hogy ha egy vezető mágneses térben mozog, keresztezve annak vonalait, akkor abban elektromotoros erő gerjesztődik.
Egy gyenge bolygóközi mágneses tér kezdetben kölcsönhatásba léphet az olvadékáramokkal. Az így generált áram pedig erős mágneses teret hozott létre, amely gyűrűkben vette körül a bolygó magját.
A Föld mélyén elvileg minden úgy történik, mint egy öngerjesztett dinamóban, amiről általában mindenkinek van sematikus modellje. iskolai iroda fizika. A különbség az, hogy a mélyben a vezetékek helyett folyékony elektromosan vezető anyag folyik. És úgy tűnik, az analógia a dinamó rotor szakaszai és az olvadék konvekciós áramlásai között a belekben teljesen jogos. A Föld mágneses terét létrehozó mechanizmust ezért hidromágneses dinamónak nevezik.
De a kép persze bonyolultabb: az egyébként toroidálisnak nevezett gyűrűmezők nem érik el a bolygó felszínét. Ugyanazzal az elektromosan vezetőképes mozgó folyadéktömeggel kölcsönhatásba lépve egy másik, külső mezőt generálnak, amellyel a Föld felszínén foglalkozunk.
Bolygónkat a külső mágneses mezővel általában sematikusan szimmetrikusan mágnesezett, kétpólusú golyóként ábrázolják. A valóságban a külső mező nem olyan ideális formában. A szimmetriát számos mágneses anomália töri meg.
Némelyikük nagyon jelentős, és kontinentálisnak nevezik. Egy ilyen anomália van Kelet-Szibéria, a másik Dél-Amerikában. Az ilyen anomáliák abból adódnak, hogy a Föld belsejében lévő hidromágneses dinamó nem olyan szimmetrikusan „terveződött”, mint a gyárban épített elektromos gépek, ahol biztosítják a rotor és az állórész koaxiálisságát, és speciális gépeken gondosan kiegyensúlyozzák a rotorokat, biztosítva, hogy azok tömegközéppontok egybeesnek (pontosabban a fő központi tehetetlenségi tengely) a forgástengellyel. Mind az anyagáramlások ereje, mind a hőmérsékleti viszonyok, amelyektől mozgásuk sebessége függ, közel sem azonosak a föld belsejének különböző zónáiban, ahol a természetes dinamó működik. Valószínűleg egy mély dinamót egy olyan géphez lehet hasonlítani, amelyben a rotor tekercsének szakaszai különböző vastagságúak, és a forgórész és az állórész közötti rés változó.
A kisebb léptékű - regionális és helyi - anomáliákat a földkéreg összetételének sajátosságai magyarázzák - mint például a kurszki mágneses anomália, amely a vasérc óriási lerakódásai miatt keletkezett.
Egyszóval a Föld mágneses terét létrehozó mechanizmus stabil, megbízható, és úgy tűnik, nincsenek benne olyan alkatrészek, amelyek hirtelen meghibásodhatnának. Ráadásul a professzor szerint Müncheni Egyetem G. Zoffel, a folyékony anyagok elektromos vezetőképessége a mélyben akkora, hogy ha valami oknál fogva hirtelen „kikapcsol” a hidromágneses dinamó, a bolygó felszínén jelentkező mágneses erők csak sok évezred múlva jeleznek nekünk erről.
De egy természetes mechanizmus „lebomlása”, más dolog a hatásának fokozatos csillapítása, hasonlóan a bolygó eljegesedését okozó hideghullámokhoz.
Ennek a körülménynek az elemzéséhez szükségünk lesz a mágneses tér viselkedésének részletesebb megismerésére: hogyan és miért változik az idő múlásával.
Bármilyen kőzet, minden vasat vagy más ferromágneses elemet tartalmazó anyag mindig a Föld mágneses mezejének hatása alatt áll. Ebben az anyagban az elemi mágnesek iránytűként orientálódnak a térvonalak mentén.
Ha azonban az anyagot felmelegítik, eljön a pillanat, amikor hőmozgás A részecskék olyan energikusak lesznek, hogy megsemmisítik a mágneses rendet. Aztán amikor az anyagunk lehűl, egy bizonyos hőmérsékletről kiindulva (ezt Curie-pontnak hívják), a mágneses tér uralkodik a kaotikus mozgás erői felett. Az elemi mágnesek ismét felsorakoznak, ahogy a mező mondja nekik, és ebben a helyzetben maradnak, ha a testet nem melegítik fel újra. Úgy tűnik, hogy a mező „fagyott” az anyagban.
Ez a jelenség lehetővé teszi számunkra, hogy magabiztosan ítéljük meg a Föld mágneses mezőjének múltját. A tudósok olyan távoli időkbe is képesek behatolni, amikor a szilárd kéreg lehűlt a fiatal bolygón.
Ha a hozzánk időben jóval közelebb eső – az elmúlt 10 ezer éven belüli – időszakokat vizsgáljuk, a tudósok szívesebben vesznek mesterséges eredetű anyagokat elemzésre, nem pedig természetes lávákat vagy üledékeket. Ez az emberek által sütött agyag - edények, téglák, rituális figurák stb., amely a civilizáció első lépéseivel jelent meg. A mesterséges agyag mesterségek előnye, hogy a régészek meglehetősen pontosan tudják kelteni őket.
Az Orosz Tudományos Akadémia Földfizikai Intézetében az archeomágnesesség laboratóriuma a mágneses tér változásait tanulmányozta. A laboratóriumban és a vezető külföldieknél koncentrált, kiterjedt adatok gyűjtöttek tudományos központok. Orosz tudósok is ezt teszik.
Valójában ezek az adatok megerősítik, hogy korunkban a mágneses tér gyengül. Itt azonban szükség van egy figyelmeztetésre: a mező viselkedésének hosszú ideig tartó pontos mérései azt jelzik, hogy a bolygó mágneses tere számos, különböző periódusú oszcillációnak van kitéve. Ha mindet összeadjuk, akkor az úgynevezett „simított görbét” kapjuk, ami elég jól egybeesik egy 8 ezer éves periódusú szinuszossal.
Ekkor a mágneses tér összértéke a szinuszos leszálló szegmensén van. Ez az, ami aggodalmat keltett néhány szerzőben. A magasabb értékek mögött, a mezőny további gyengülése előtt. Ez még körülbelül kétezer évig fog tartani. De akkor erősödni kezd a mezőny. Ez a fázis 4 ezer évig fog tartani, majd ismét lelassul. A korábbi maximum korszakunk elején következett be. A mágneses tér oszcillációinak sokfélesége nyilvánvalóan a hidromágneses dinamó mozgó alkatrészeinek egyensúlyának hiányával és eltérő elektromos vezetőképességével magyarázható.
Fontos megjegyezni, hogy a szinuszhullám amplitúdója kisebb, mint a fele átlagos méret térerősség. Más szavakkal, ezek az ingadozások semmilyen módon nem csökkenthetik a mező értékét nullára. Ez a válasz azoknak, akik úgy vélik, hogy a mezőny jelenlegi gyengülése előbb-utóbb felfedi a felszínt földgolyó részecskék kiégetésére az űrből.
Amint már említettük, a görbe a Föld mágneses mezejének különböző átfedő rezgésének összege – eddig körülbelül egy tucatnyit azonosítottak belőlük. A jól meghatározott időszakok időtartama 8000, 2700, 1800, 1200, 600 és 360 év. Az 5400, 3600 és 900 éves periódusok kevésbé jól láthatók.
Ezen időszakok egy része a bolygó életében jelentős jelenségekhez kapcsolódik.
Egy 8000 éves időszak kétségtelenül globális léptékű, ellentétben például a 600 vagy 360 éves ingadozásokkal, amelyek regionális, lokális jellegűek.
Érdekes összefüggések az 1800 éves időszak számos természeti jelenségével. A. V. Shnitnikov geográfus összehasonlította a Föld különböző természetes ritmusait, és felfedezte a kötődésüket csillagászati jelenség, elnevezett. Nagy sarek, amikor a Nap, a Föld és a Hold ugyanazon az egyenes vonalon vannak, és ugyanakkor a Föld a világítótesttől és a műholdtól is a legrövidebb távolságra van. Ebben az esetben az árapály-erők elérik legnagyobb értéküket. A Great Sares 1800 évente ismétlődik (eltérésekkel), és az egyenlítői zónában a földgömb tágulása kíséri - egy árapály miatt, amelyben a Világóceán és a földkéreg is részt vesz. Ennek következtében a bolygó tehetetlenségi nyomatéka megváltozik, és lelassítja forgását. A sarki határ helyzete is megváltozik. jégtakaró, a tenger szintje emelkedik. A Great Sares tükröződik a Föld éghajlatán – a száraz és a nedves időszakok különbözőképpen váltakoznak. A természet ilyen jellegű változásai a múltban megmutatkoztak a bolygó népességében: például megnőtt a népvándorlás...
A Földfizikai Intézet arra vállalkozott, hogy kiderítse, van-e összefüggés a Nagy Sares okozta jelenségek és a mágneses tér viselkedése között. Kiderült, hogy a terepi rezgések 1800 éves periódusa jól illeszkedik a Nap, a Föld és a Hold egymáshoz viszonyított helyzete okozta jelenségek ritmusához. A változások kezdete és vége, maximumai egybeesnek... Ez azzal magyarázható, hogy a bolygó magját körülvevő folyékony tömegben a Nagy Sares idején a szökőár is elérte legnagyobb érték, ezért az anyag kölcsönhatása azzal áramlik belső mező is megváltozott.
Az elmúlt 10 ezer évben földi természet nem szenvedett katasztrófát a nyugtalan mágneses tér miatt. De mit rejt a mélyebb múlt? Mint ismeretes, a Föld bioszférájának legdrámaibb eseményei jóval 10 ezer éven túliak. Lehet, hogy a mágneses tér változásai okozták?
Itt egy ténnyel kell foglalkoznunk, amely néhány tudóst megriaszt.
Kiderült, hogy a múlt mágneses mezői vulkáni lávává „fagytak”, amikor lehűltek és áthaladtak a Curie-ponton. A mágneses mezőket is rögzítik fenéküledékek: a fenékre süllyedő részecskék, ha ferromágneseket tartalmaznak, a mágneses erővonalak mentén irányulnak, mint az iránytű tűi. A megkövesedett üledékekben örökre megőrződik, kivéve, ha az üledékeket erős melegítésnek teszik ki...
A paleomagnetológusok az ősi mágneses mezőket tanulmányozzák. Valóban óriási változásokat sikerült felfedezniük, amelyeken a mágneses tér a távoli múltban ment keresztül. Felfedezték az inverzió jelenségét - a mágneses pólusok változását. Az északi a déli, a déli az északi helyére költözött.
A pólusok egyébként nem változnak olyan gyorsan – egyes becslések szerint a változás 5 vagy akár 10 ezer évig is eltart.
Az utolsó ilyen mozgás 700 ezer éve történt. Az előző újabb 96 ezer évvel korábbi. Több száz ilyen változás van a bolygó történetében. Itt nem találtunk szabályosságot – hosszú csendes időszakok ismertek, ezeket a gyakori inverziós időszakok váltották fel.
Felfedezték az úgynevezett „kirándulásokat” is - a mágneses pólusok távolodását a földrajzi pólusoktól nagy távolságra, ami azonban az előző helyükre való visszatéréssel végződik.
Sokan próbálták megmagyarázni a polaritás felcserélődését. R. Muller és D. Morris amerikai tudósok például az óriás meteoritok becsapódását tartják ennek elsődleges okának. A bolygó „megrendülése” megváltoztatta a mélyén lévő olvadékok mozgásának természetét. A hipotézis szerzői arra a tényre alapoztak, hogy 65 millió évvel ezelőtt egyidejűleg egy nagy kozmikus test, amint azt az akkori lerakódások bizonyítják, gazdag kozmikus irídiumban. A hipotézis lenyűgözőnek tűnt, de nem volt meggyőző, már csak azért is, mert az események közötti időbeli összefüggés nagyon gyengén bizonyított. Egy másik hipotézis az, hogy az inverziót mély olvadékáramlások váltják ki, amikor ferromágneses anyag óriási csomói esnek beléjük. Ezek a csomók, amelyek magukban koncentrálják a mágneses mező vonalait, úgy tűnik, magukkal „húzzák”.
És ez a hipotézis ellentmondásos.
Nyilvánvaló, hogy fennállásának évmilliárdjai során a Föld magjának mérete megnőtt. Úgy tűnik, hogy ez nem befolyásolhatja a Föld mágneses terét. Eközben azok a tudósok, akiknek információjuk van arról, hogy milyen volt a bolygó mágneses tere kétmilliárd évvel ezelőtt, összehasonlítják ezeket az adatokat a mai adatokkal, és még csak nyomát sem találják a magnövekedés mágneses térre gyakorolt hatásának. Befolyásolhatja-e a terep állapotát egy sokkal szerényebb léptékű jelenség, mint amilyen a hipotetikus „rögök”?
A hidromágneses dinamó jelenleg elfogadott elmélete képes megmagyarázni az inverziót, de ez az elmélet nem mondja ki, hogy kötelező a pólusváltás, csak éppen nem mond ellent ennek a jelenségnek.
Az inverziók oka a természetes hidromágneses dinamó ugyanazon „konstrukciós tökéletlenségei”. De ezek más hibák, mint azok, amelyek a mágneses tér tíz rezgéséből álló, már ismert spektrumot okozzák, olyan oszcillációkat, amelyek bizonyos időszakok után monoton módon ismétlődnek. Az inverzióknak nincs ilyen szabályos, szisztematikus jellegük.
Azt hihetnénk, hogy az inverzió jelensége, okainak és következményeinek keresése csak a kutatók érdeklődését fogja felkelteni földi mágnesesség. De nem, ez a jelenség a tudósok széles körének figyelmét felkeltette, beleértve azokat is, akik a Föld bioszférájának fejlődését tanulmányozzák.
Az utóbbi időben több tudományos cikk is felvetette, hogy a fordulatok során a Föld mágneses tere eltűnik. Így arról beszélünk, hogy a bolygó egy időre elveszíti láthatatlan páncélját. És ez nyilvánvalóan számos növény- és állatfaj halálához vezethet. Ezért van az, hogy a mágneses tér változásaiban egyesek félelmetesebb veszélyt látnak, mint amit a pusztító trió jelent: földrengések, cunamik, tájfunok.
E feltevés szerzői helyességük bizonyítékaként a Föld színéről 65 millió éve eltűnt dinoszauruszok kihalása és az erre az időszakra jellemző gyakori inverziók közötti összefüggésre hivatkoznak.
Az evolucionisták különös megelégedéssel fogadták azt a hipotézist, miszerint a sarki fordulatok ilyen radikális hatással vannak a Föld összes élő természetének fejlődésére, akik a közelmúltban számítógép segítségével szimulálták bolygónk bioszférájának történetét, kezdve az elsődlegestől. élő anyag formái. A program tartalmazta az összes akkor ismert tényezőt, amely befolyásolta a mutációkat és a természetes szelekciót. A vizsgálat eredményei váratlanok voltak: az evolúció az első sejttől az emberig a matematikai értelmezés szerint sokkal lassabb volt, mint valós körülmények földi természet.
A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a program nyilvánvalóan nem vett figyelembe néhány energetikai tényezőt, amelyek a természetet egyidejű fajváltásra kényszerítik. Most úgy vélik, az evolúció egyik ilyen erős gyorsítóját megtalálták – ez a hatás a kozmikus sugárzás szerves világára azokban az időszakokban, amikor a pólusok helyet cseréltek... Legalábbis valami hasonló a csernobili katasztrófához.
Ennek fényében vagy riasztónak, vagy megnyugtatónak hangzik az amerikai geofizikusok állítása, hogy lávarétegeket fedeztek fel Oregonban, amelyek azt mutatják, hogy a bennük „befagyott” mező mindössze két hét alatt 90 fokkal elfordult. Más szóval, a változáshoz nem feltétlenül több ezer év kell, hanem szinte azonnali is lehet. Vagyis a kozmikus sugárzás pusztító hatásának ideje rövid, ami csökkenti a veszélyüket. Nem világos, hogy a mező miért nem 180 fokkal fordult el, hanem csak 90-et.
Az a feltételezés azonban, hogy a polaritásváltás során a mágneses tér eltűnik, csak feltételezés, nem pedig megbízható tényeken alapuló igazság. Éppen ellenkezőleg, egyes paleomágneses tanulmányok azt sugallják, hogy a tér a megfordítások során megmarad. Ennek azonban nincs dipólus szerkezete, és sokkal gyengébb - 10-szer, sőt 20-szor. Az értelmezés komoly kifogásokat váltott ki hirtelen változások lávákban felfedezett mezőket Oregonból. Az általunk említett G. Zoffel professzor úgy véli, az amerikai kollégák felfedezése egészen másképp magyarázható, például így: az abban a pillanatban becsapott villám által keltett mágneses mező „befagyott” a kihűlő lávába. .
De ezek az ellenvetések nem zárják ki a kozmikus részecskék közvetlen, esetleg gyengített hatásának lehetőségét a növény- és állatvilágra. Sok tudós csatlakozott a hipotézis által feltett kérdésekre való válaszkereséshez.
Figyelemre méltóak azok a megfontolások, amelyeket egykor V. P. Shcherbakov, a Szovjetunió Tudományos Akadémia Földfizikai Intézetének alkalmazottja fogalmazott meg. Úgy vélte, hogy a megfordulások során a bolygó mágneses tere, bár gyengül, megtartja szerkezetét, különösen a pólusok tartományában lévő mágneses erővonalak továbbra is a bolygó felszínén nyugszanak. A mozgó pólusok felett a magnetoszférában az inverziós periódusok során folyamatosan, mint napjainkban, tölcsérek vannak, amelyekbe úgy tűnik, hogy kozmikus részecskék öntődnek.
Az inverziós időszakokban, legyengült mező mellett, a legközelebbi távolságban felrepülhetnek a zöldlabda felszínére, sőt, talán elérhetik is.
Őslénykutatók is csatlakoztak a kereséshez. Például G. Herm német professzor, aki számos külföldi laboratóriummal együttműködve a kréta időszak végére visszanyúló fenéküledékeket tanulmányozta. Bizonyítékot talált arra, hogy ezekben az időkben ugrás történt a fajok fejlődésében. Ez a tudós azonban az akkori inverziókat csak egynek tartja az evolúciót ösztönző tényezők közül. G. Herm nem talál okot arra, hogy aggódjon a bolygó jövőbeli élete miatt, ha hirtelen változások következnek be a mágneses térben.
A Moszkvai Állami Egyetem professzora, B. M. Mednikov evolúcióbiológus szintén nem tartja őket veszélyesnek, és elmagyarázza, miért. A napszél elleni fő védelem szerinte nem a mágneses tér, hanem a légkör. A protonok és elektronok elvesztik energiájukat benne felső rétegek a bolygó pólusai felett, amitől a levegőmolekulák izzanak, „ragyognak”. Ha a mágneses tér hirtelen eltűnik, akkor az aurora valószínűleg nemcsak a pólusok felett lesz, ahol a magnetoszféra jelenleg részecskéket hajt, hanem az egész égbolton - de ugyanolyan magasan. napszél továbbra is biztonságban marad az élőlények számára.
B. M. Mednikov azt is mondja, hogy az evolúciót nem kell kozmikus erőknek „ösztönözniük”. Az evolúció legújabb, fejlettebb számítógépes modelljei meggyőzik: valós sebességét teljes mértékben a testen belüli molekuláris okok magyarázzák. Amikor egy új szervezet születésekor létrejön az öröklődési apparátusa, százezer esetből egyben hibásan történik a szülői tulajdonságok másolása. Ez elég ahhoz, hogy az állat- és növényfajok lépést tudjanak tartani a változásokkal környezet. Ne feledkezzünk meg a tömegeloszlás mechanizmusáról génmutációk vírusokon keresztül.
A magnetológusok szerint B. M. Mednikov kifogásai nem tudják eltüntetni a problémát. Ha a mágneses tér változásainak közvetlen hatása a bioszférára nem valószínű, akkor közvetett is van. Kétségtelen összefüggések vannak például a bolygó mágneses tere és éghajlata között...
Mint látható, a mágneses tér és a bioszféra kapcsolatának problémájában sok komoly ellentmondás van. Az ellentmondások, mint mindig, keresésre késztetik a kutatókat.
A tudósok egykor használtak mágneses eszközök létrehozására különböző anyagok, beleértve az olyan egzotikusakat is, mint a platina. A neodímium mágnes ereje azonban sok kívánnivalót hagyott maga után 1982-ig, amikor is felfedezték és alkalmazták a neodímium csodálatos tulajdonságait. Azóta csak néhány évtized telt el, de már most elmondhatjuk, hogy ez a ritkaföldfém elem szó szerint felrobbant technológiai folyamatok különböző iparágak. Az áttörést az ötvözet számos előnyének köszönhetően sikerült elérni.
A mágneses termékek jellemzői
Először is, ma teljes bizalommal kijelenthetjük, hogy az ilyen eszközök teljes családja közül a legerősebbek a neodímium mágnesek. Másodszor, a fantasztikus tapadás messze nem az egyetlen előnye ennek a terméknek. Nézze csak meg híres lemágnesezési ellenállásukat. Míg a ferrit analógok 20-30 év alatt szinte teljesen elvesztik tulajdonságaikat, a neodímium csak néhány százalékkal gyengül. Ez azt jelenti, hogy élettartama gyakorlatilag korlátlan. Mindenki, akinek volt szerencséje erős neodímium mágnesek vásárlásához, meggyőződhetett azok lenyűgöző tulajdonságairól.
Többek között a mágneses termékek tapadási erejét súlyosan befolyásolják súlyuk és méretük paraméterei. Más szóval, minél masszívabb a termék, az nagy erő le kell tépnie a vas felületéről. A fél kilogrammnál kisebb súlyú 50x30-as korongot sem mindenki tudja leválasztani az acéllemezről, mert ez 116 kg-os emeléshez hasonló erőfeszítést igényel. Ezért mindenkinek, aki úgy dönt, hogy nagy neodímium mágnest vásárol, ne feledje az óvintézkedéseket annak kezelésekor. Próbálja meg a neodímium tárgyakat távol tartani a masszív vastárgyaktól, ne adja oda gyerekeknek, és ne tegye ki őket durva mechanikai hatásnak - az anyag meglehetősen törékeny.
A weboldalon található katalógusban néhány grammtól több kilogrammosig találhat mágneseket és több centneres kuplungot is.
A Föld legerősebb mágnesét az egyesült államokbeli Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban hozták létre. 100,75 Tesla (Tesla) mágneses mezőt tud generálni, ami 2 milliószor erősebb a Föld mágneses mezőjénél, amely 0,00005 Tesla. De ez az érték semmi ahhoz a hatalmas természeti erőhöz képest, amely az űr mélyén létrehozta az ember által valaha felfedezett legerősebb mágnest.
Ez a mágnes egyfajta neutroncsillag, amelyet magnetárnak neveznek. Egy neutroncsillag akkor születik, amikor egy hatalmas csillag, amely élete végén különféle kémiai elemek rétegeit halmozta fel, szupernóva-robbanás során felrobban. A robbanás után megmaradt mag a gravitáció hatására olyan erősen összenyomódik, hogy az elektronok szó szerint „bejutnak” az atommagokba, protonokat neutronokká alakítva. Ennek eredményeként szinte az egész újszülött csillag abból áll neutronmag, és egy nagyon vékony elektronhéj veszi körül a tetején.
Egy neutroncsillag átmérője körülbelül 20 km - semmi kozmikus léptékben. Az összeomlott csillag sugara több millió kilométeres is lehet, így a keletkező anyag sűrűsége elképzelhetetlen – a víznél több milliószor sűrűbb: egy csepp ilyen anyag tömege több tízmillió tonna. Ilyen éles átmenetet nagy méretű elképesztő értékekre növeli a neutroncsillag forgási frekvenciáját és mágneses terét.
A különösen erős mágneses mezővel rendelkező neutroncsillagokat magnetároknak nevezzük.
Ez érdekes: A magnetárok mágneses tere olyan erős, hogy több ezer kilométeres távolságból képes kivonni az összes vasat az emberi vérből.
Ezt a fajta összeomlott csillagot elméletileg 1992-ben fedezték fel, de a magnetárok létezését a gyakorlatban csak 1998-ban igazolták, amikor az egyik magnetár erőteljes kivillanással jelentkezett. röntgensugárzás az Aquila csillagképben. A technológia fejlődésével több tucat magnetár létezését sikerült megerősíteni galaxisunkban, de ezek közül az egyik - az SGR 1806-20 - szokatlanul erős, 10 11 Tesla mágneses mezővel rendelkezik (tíztől a tizenegyedik hatványig), amely kvadrilliószor erősebb, mint a Föld mágneses tere. További vizsgálatok kimutatták, hogy a magnetár 50 000 fényévnyire található a Földtől, átmérője valószínűleg nem haladja meg a 20 km-t, 7,5 másodperc alatt tesz meg egy fordulatot a tengelye körül, forgási sebessége pedig 30 000 km/h!
2004. december 28. Egy húsz kilométeres magnetár SGR 1806-20 hatása 50 000 fényévre naprendszer, Földünk teljesen érezhető - a magnetár felszínén bekövetkezett robbanásból származó gammasugárzás elérte a környezetét. Becslések szerint az SGR 1806-20 kevesebb mint fél másodperc alatt annyi energiát szabadított fel, mint amennyi a Nap 100 000 év alatt felszabadult. Ha az ember látna a gamma-sugárzás tartományában, akkor az SGR 1806-20 felszínén az éjszakai égbolton felbukkanó robbanás fényesebb lenne. telihold. Ha a magnetár ötször közelebb lenne a Földhöz, a miénk ózon-réteg megsemmisült volna. Ez azonban nem jelenti azt, hogy ez bármelyik pillanatban megtörténhet - elvégre a Földhöz legközelebbi magnetár 13 000 fényév távolságra van.
A tudományban mindig van valamilyen versenyelem – ki a legjobb az adott sportágban. Természetesen az a kérdés, hogy melyik mágnes a legnagyobb, nem marad észrevétlen. A válasz teljesen váratlan a technikai mágnesek világához szokott ember számára: a modern tudomány által ismert legnagyobb mágnesek csillagszigetek - spirálgalaxisok. Az óriásmágnes különösen az a galaxis, amelyben élünk – a Tejút. A nagy E. Fermi először a múlt század 40-es éveinek végén sejtette meg ezt, és azon gondolkodott, hogy mi lehet az oka. kozmikus sugarak a Galaxisban. Helyesen becsülte meg a mágneses térerősséget Tejútés általánosságban helyesen képzelte el a konfigurációját. Csak irigyelni lehet a tudomány klasszikusainak azon képességét, hogy a tények igen korlátozott halmazából helyes következtetéseket vonjanak le, és ami a legfontosabb, hogy tartózkodjanak az ezen alapuló alaptalan spekulációtól. Körülbelül ugyanebben az időben a figyelemre méltó orosz csillagász, B. A. Voroncov-Veljamov felvette Fermi ezeket az eredményeit a 11. osztályos csillagászati tankönyvébe, és úgy foglalta be, hogy szövege gyakorlatilag szerkesztés nélkül bekerüljön a modern áttekintések a galaxisok mágneses tereiről. Most valamiért ezt a tárgyat nem tanítják az iskolában.
Az ötletek születése
Általánosságban elmondható, hogy a mágnesesség széles körben elterjedt az űrben. A Nap és sok csillag és bolygó mágneses mezővel rendelkezik. A mágnes végül is a Föld. Általában azt mondják, hogy az égitestben és a kozmikus környezetben lévő mágneses mezőket az elektromágneses sugárzás spektrumvonalainak a jelenlétükben történő felhasadása, azaz a Zeeman-effektus érzékeli. Így fedezték fel a Nap mágneses terét. A galaxisok mágneses tereit azonban a Zeeman-effektus segítségével csak kivételes esetekben, azokon a területeken lehet megfigyelni, ahol ezek a mezők rendellenesen erősek. A helyzet az, hogy a kibocsátó atomok mozgása miatt a spektrumvonalak kiszélesednek a Doppler-effektus hatására. Tehát a galaxis mágneses tere által okozott viszonylag kis hasadás általában észrevétlen marad. És itt egy másik hatás jön a segítségre - a Faraday-effektus. Abból áll, hogy tüköraszimmetrikus közegben (például cukoroldatban - a szerves anyagokban csak két tükörszimmetrikus konfigurációjú cukrok vannak), ahogy a fény áthalad rajta, a polarizációs sík utóbbi forog. Kiderült, hogy a mágneses tér a közeget is tükör-aszimmetrikussá teszi, és a sok égitestben jelenlévő szinkrotronsugárzás polarizált. A forgási szög arányos a mágneses térerősség látóvonalra vetületével, a közeg termikus elektronjainak sűrűségével, az út hosszával és a sugárzás hullámhosszának négyzetével. Az úthossz a galaxisokban óriási, így kis mágneses tér mellett is jelentős polarizációs sík elfordulás következik be. Igaz, ez a forgás nem lehet túl nagy, hiszen akkor a polarizációs sík sokszorosan elfordul, és a megfigyelések nehezen értelmezhetők. Ennek eredményeként kiderül, hogy a Faraday-forgást a legjobb megfigyelni a rádiótartományban, centiméteres hullámhosszakon.
Amikor azt mondjuk, hogy a galaxisok mágneses tere gyenge, összehasonlítjuk a mezővel technikai eszközök vagy a Földet. Valójában ez az összehasonlítás nem jelzésértékű – a galaxisok világának megvan a maga léptéke. Jobb összehasonlítani a mágneses mező energiasűrűségét és például a csillagközi gáz véletlenszerű mozgásainak energiasűrűségét, amelyben maga a mező található. Kiderül, hogy ezek az energiák megközelítőleg azonosak. Más szóval, a galaxis mágneses tere a természetes léptékében sokkal erősebb, mint az általunk megszokott mágneses mezők többsége – képes befolyásolni a közeg dinamikáját. Ugyanez mondható el például a Nap mágneses mezejéről is. A szakértők úgy vélik, hogy a Föld mélyén lévő mágneses mező is jelentősen befolyásolhatja a folyadék áramlását külső mag bolygók.
Mielőtt számszerűsítené a galaxisok mágneses terét, meg kell említeni még egy különbséget az ilyen térben és a műszaki eszközökben lévő mezők között. A mágnesesség jelenségét általában a ferromágnesekkel társítjuk – gyermekkorukban egy patkómágnes példáján kezdik el tanulmányozni. Az űrkörnyezetben a ferromágnesesség nagyon ritka. Ezért nincs értelme különbséget tenni a mágneses térerősség és a mágneses indukció között, és a mágneses teret általában nem oerstedben, hanem gaussban mérik. A kísérlet azt mutatja, hogy a külföldi szerkesztők toleránsak ezzel a gyakorlattal szemben, a hazai szerkesztők viszont nem ennyire. Tehát a galaxisok mágneses térereje több mikrogauss nagyságrendű.
A Fermi sejtése óta eltelt 30 év alatt nagy mennyiségű adat halmozódott fel az extragalaktikus (hozzánk viszonyított) rádióforrások és pulzárok, azaz a polarizált sugárzás galaktikus forrásai sugárzásának Faraday-forgásáról. Ennek eredményeként a XX. század 80-as éveinek fordulóján. megnyílt a lehetőség a Tejútrendszer mágneses terének szerkezetének többé-kevésbé részletes tanulmányozására. Kiderült, hogy ez a mágneses tér a Galaxis síkjában fekszik, megközelítőleg szimmetrikus a galaktikus korong középső síkjához képest, és megközelítőleg merőleges a Galaxis középpontjának irányára (1. ábra). Ez a szimmetria nagyon közelítő – az átlagos mágneses térre különféle zavarok helyezkednek el. A mágneses tér ilyen szerkezete természetesnek tűnik. A jól ismert dipólus mágneses mező azonban, mondjuk a Földön, teljesen más szerkezetű - merőleges bolygónk egyenlítői síkjára. Más szóval, a Tejútrendszer mágneses tere inkább kvadrupól szimmetriájú, mint dipólus típusú, vagyis nem megy egyik mágneses pólusról a másikra (mint egy poloid mágneses tér), hanem szinte azimutális irányba (mint egy toroid tér) irányul. . Valójában a toroid mágneses tértől is vannak eltérések, van poloid komponens is, de ezek viszonylag gyengék.
A Tejútot sajnos belülről látjuk, így a közeli fák mögött könnyen elveszik az egész erdő képe. Nagyon hasznos kívülről szemlélni a helyzetet, ezért különösen értékesek a külső galaxisok megfigyelései. Az ilyen eredmények a múlt század 80-as éveiben jelentek meg. A megfigyelések oroszlánrészét a Társaság Rádiócsillagászati Intézetének német rádiócsillagászai végezték. Max Planck Bonnban. A megszervezésük érdeme R. Vilebinsky, egy rendkívül színes személyiség, lengyel származású, aki Ausztráliában járt rádiócsillagászati iskolába, és nem mellesleg aktív támogatója a hazánkat is magába foglaló nemzetközi együttműködésnek. Akkoriban Németország már begyógyította a katonai katasztrófa okozta leglátványosabb sebeket, de a német tudomány még messze volt a háború előtti színvonaltól. Meg kellett határozni azokat a területeket, ahol ésszerű erőfeszítéssel vezető szerepet lehet elérni. Különösen egy új, modern rádióteleszkóp kezdte meg működését a Bonn melletti Effelsbergben (2. ábra). Az első megfigyelések azt mutatták, hogy a külső galaxisok rádiósugárzása polarizált. Szinkrotron jellegű, vagyis a relativisztikus elektronok mágneses térben való mozgása okozza. Szinkrotron sugárzás erősen polarizált (kb. 70% polarizáció). Valamilyen mágneses mező jelenléte a galaxisokban senkit sem lepett meg - a csillagászok hozzászoktak, hogy mindent megmagyaráznak velük, ami érthetetlen. De hagyományosan úgy gondolták, hogy ezeknek a mezőknek nagyon kicsi a térbeli léptéke, és nem az egész galaxishoz kapcsolódnak, hanem annak néhány helyi objektumához. Ekkor a galaxis különböző részeiből érkező sugárzás polarizációs síkjának nagyon eltérő orientációjával kellett volna rendelkeznie, így összességében polarizálatlannak bizonyult. Valójában polarizációt figyeltek meg. Természetesen nem 70% - a polarizáció százaléka körülbelül 10% volt, de csillagászati szabványok szerint ez sok. Vilebinsky helyesen sejtette a kutatás ígéretes irányát. Hangsúlyozzuk, hogy a polarizáció megfigyelésétől a külső galaxisok mágneses mezejének szerkezetének rekonstruálásáig terjedő távolság nagy léptékű. Fontos, hogy a perspektívát helyesen felismerték, és a kutatás kezdeti impulzusa olyan erősnek bizonyult, hogy a mai napig nagyban meghatározza a helyzetet ezen a területen (bár persze fokozatosan felnőnek más, egymással versengő csoportok, pl. Hollandiában).
Egy másik szerencsés körülmény, amely meghatározta a galaxisok mágneses tereinek vizsgálatának helyzetét, az volt, hogy akkoriban Moszkvában intenzíven dolgozott az ilyen terek eredete iránt érdeklődő teoretikusok csoportja. Ennek a csoportnak a tudományos vezetője a figyelemreméltó hazai fizikus, Ya B. Zeldovich, aki körül tanult fiatalok különféle kérdéseket asztrofizikusok.
Az égitestek és mindenekelőtt a Nap mágneses tereinek eredete régóta érdekli a teoretikusokat. J. Larmore már 1919-ben felismerte, hogy az elektromágneses indukción kívül semmi más nem látható, mint olyan mechanizmus, amely képes létrehozni a Nap mágneses terét. Valójában nem akarom viccnek tekinteni egy darab ferromágnes gondolatát a Nap közepén. Az akkoriban dinamónak nevezett mechanizmus analógiájára a „dinamó” nevet kapta. Annak hangsúlyozására, hogy ez a mechanizmus nem jelenti a szilárd vezetők jelenlétét és egyéb irreleváns részleteket a Napon, a jelzőt ehhez a szóhoz fűzzük. hidromágneses. Az 1980-as évek elejére a szoláris dinamó elmélete legalább valamennyire kifejlődött. Nyilvánvaló volt, hogy más égitesteknél is természetes volt a mágneses terek eredetének magyarázata a dinamómechanizmussal. Számos tanulmány jelent meg arról, hogyan működhet egy dinamó a galaxisok korongjában. Az elsőt, amelyet S. I. Weinstein és A. A. Ruzmaikin írt, 1972-ben adták ki a figyelemre méltó amerikai csillagász, Yu Parker munkáival – ezek voltak az első művek a galaktikus dinamón.
Zeldovich a nemzetközi tudományos együttműködésre orientált ember volt, bármennyire nehéz is ezt a szándékot megvalósítani. Erőfeszítésének egyik eredménye az volt, hogy a Gordon and Breach kiadó 1983-ban New Yorkban kiadta a „Magnetic Fields in Astrophysics” című könyvet, amelyet A. A. Ruzmaikin fiatal munkatársaival és a cikk szerzőjével együtt írt. Nyilvánvaló, hogy arról írtunk, amit mi magunk is értünk, így a könyv jelentős részét a galaktikus dinamónak szentelték. A könyv nagy benyomást tett az olvasóra. Akkoriban honfitársaink ritkán jelentek meg azonnal könyveket angolés külföldön, de talán ennél is fontosabb volt, hogy a Tejútrendszer mágneses tereinek kérdése először kapott ilyen helyet a könyvben. Más csoportok, amelyek ezen a területen dolgoztak, inkább a szoláris dinamókra összpontosítottak.
Az is világossá vált számunkra, hogy egy új kutatási terület nyílik meg. Jól emlékszem, hogyan hallgattuk a figyelemre méltó bonni rádiócsillagász, R. Beck jelentését, aki éppen most fedezte fel az Androméda-köd – az M31 galaxis – polarizált rádiósugárzását. Ez a sugárzás nem terjedt el a galaxis teljes korongján, hanem egy gyűrűben koncentrálódott (3. ábra). Valószínűleg itt található ennek a galaxisnak a mágneses tere. De a megfigyelők számára teljesen homályos volt, hogy miért gyűlik össze egy gyűrűvé. Azt tudtuk, hogy Sasha Ruzmaikin tanítványa, Anvar Shukurov éppen arról írt egy dolgozatot, hogy milyen mágneses téreloszlás várható az M31-ben – pontosan a gyűrűben koncentrálva, amely pontosan ott van, ahol a polarizált sugárzás gyűrűje van.
Akkoriban nem volt olyan könnyű felkeresni egy távoli Nyugat-Németországból érkezett vendéget, és elmondani neki elképzeléseit. Sasha azonban olyan ember, aki át tud menni a falon, így néhány hónap után sikerült felhívnunk a német kollégák figyelmét csoportunk kutatására. Ezen erőfeszítések eredményeként kaptunk egy ajánlatot, hogy írjunk könyvet a galaxisok mágneses tereiről (minden fajtáról, nem csak a Tejútrendszerről) a holland Durnebaal Reidel kiadó számára Dordrechtből. Abban az időben Dordrecht városát, akárcsak egész Hollandiát, valami valószerűtlennek tekintették. Sok évvel később ott kötöttem ki, és kifejezetten ebbe a városba mentem egy szabadnapra, ahol 1988-ban megjelent Ruzmaikin és Shukurov kiadónál a „Galaxisok mágneses mezői” című könyvünk (bár a kiadó már „Kluver” néven vált ismertté - az üzleti élet törvényei szerint semmit sem lehet tenni). Ezúttal az orosz változat azonnal megjelent itthon, a Nauka kiadóban. Negyed évszázadot kellett várni az első könyv orosz kiadására.
Szerencsére a galaxisok mágneses mezőinek eredetének elmélete nem volt szerves része a bonni kutatók koncepciójának. Így gyorsan (az akkori mércével mérve) szoros együttműködés alakult ki csoportjaink között, így már 1989-ben megjelentettük az első közös preprintet. A peresztrojka idején rohamosan nőttek a tudományos kapcsolatok, csoportunk számos tagja külföldi tudós lett. Ezért a következő nagy áttekintés a galaxisok mágneses mezőiről, amely 1996-ban jelent meg, és még mindig a standard referencia ebben a kérdésben, meglehetősen megírt. nagy csoport számos európai ország szerzői. Vegye figyelembe, hogy Németországban egy elismert csoport dolgozott a dinamó területén. Igaz, ez a csoport az NDK-ban, Potsdamban működött. Ez nem zárta ki a Bonnnal való együttműködést, de nem tette olyan egyszerűvé. Ráadásul gyakran könnyebb együttműködni egy távoli országban élő kollégával, mint a szomszéddal. Így vagy úgy, a felülvizsgálat résztvevői között volt A. Brandenburg is, aki elhagyta a potsdami csoportot, és akkor Koppenhágában dolgozott. A kozmikus mágneses terek közvetlen numerikus modellezésének vezető szakembere jelenleg Stockholmban, az Intézetben dolgozik elméleti fizikaészaki országok (NORDITA).
A galaxisok mágneses tereivel kapcsolatos első eredmények észrevehető, bár nem mindig várt közérdeklődést váltottak ki. Azokban az években nem volt internet, de gyakorlat volt a cikkek utánnyomása iránti kérelem, és úgy ítélték meg, hogy illetlenség nem válaszolni egy ilyen megkeresésre. Emlékszem, küldtem egy nyomtatványt a kairói állatkert kérésére.
Hogyan keletkeznek a galaxisok mágneses tere?
A galaktikus dinamó ugyanazon az elven működik, mint a szoláris dinamó. Ennek a mechanizmusnak a működésének fő nehézsége az, hogy hogyan lehet megkerülni az iskolából ismert Lenz-szabályt - elektromágneses indukcióúj mágneses teret hoz létre, így az nem növeli, hanem csökkenti a kezdeti, magmágneses teret. Következésképpen egy mágneses tér (és ez egy dinamó) öngerjesztéséhez két hatékony áramkört kell bevonni a folyamatba. Ezután az első mágneses mezőt hoz létre a másodikban, a második pedig ezt a kialakuló mezőt használja, és újat generál az első áramkörben. Ugyanakkor Lenz szabálya nem tiltja, hogy az új mezőt hozzáadják az eredetihez.
A dinamószakértőknek körülbelül fél évszázadba telt, mire rájöttek, hogyan lehet megvalósítani ezt a képességet természeti viszonyok. Az elsődleges áramkör mágneses tere egy mágneses dipólus vagy mágneses kvadrupólus tereként fogható fel. Poloidálisnak nevezik. Erősen vezetőképes forgó közeggé fagyasztják. Ez a forgás szinte soha nem szilárd test – a szilárd testek ritkák az űrben. Mivel a mágneses vonal különböző részei eltérő szögsebességgel forognak, a poloidális mágneses térből azimutban irányított toroid mágneses tér születik. A dinamókészülék ezen része nem sok kétséget ébreszt.
A probléma az, hogy hogyan lehet rekonstruálni a poloidális mágneses teret a toroidálisból. A múlt század 60-as éveire világossá vált, hogy ennek az egyetlen reális módja térviszonyok a forgó testben a konvekció (vagy turbulencia) tükörszimmetriájának megsértésével jár. A szimmetria hiánya miatt az elektromos áram olyan összetevője keletkezik, amely nem merőlegesen, hanem párhuzamosan irányul a mágneses térrel. Ezt a gondolatot a kvantitatív vizsgálatok számára hozzáférhető, világos formában az akkori NDK tudósai fejezték ki és fejlesztették ki M. Steenbeck, F. Krause és K.-H. Radler. Ez a keletnémet fizikusok talán leghíresebb és legfontosabb felfedezése. Ezt alfa-effektusnak hívják. Természetesen idővel a fizikusok megtanulták az alfa-effektust a megfelelő matematikai szinten leírni. De a fő probléma vele továbbra is pszichológiai. Az iskolai, egyetemi és általában a standard fizika teljes tapasztalata abból a hallgatólagos feltételezésből fakadt, hogy tükörszimmetrikus médiáról van szó. A tükör aszimmetriájának hatásai kezdenek jelentős szerepet játszani a mikrokozmoszban. Körülbelül egy időben fedezték fel őket, amikor az alfa-effektus ötlete kialakult. Akkoriban a fizikusok már megszokták, hogy a viselkedés elemi részecskék nem illik jól a kategóriákba józan ész, azonban nehéz volt elképzelni, hogy ez a világban is nagy léptékben megtörténik. Valójában a tükör szimmetriáját sérti a test általános forgása, in ebben az esetben galaxisok. Vicces, hogy a földrajzban ezt a tényt nyilvánvalónak tartják – van Baer törvénye: eszerint a szemközti féltekén folyó folyók különböző partokat mossanak el. A Dynamo pontosan ugyanazt az ötletet használja egy teljesen más kontextusban.
Hangsúlyozzuk, hogy a dinamó egy küszöbjelenség. Az indukciós hatásoknak le kell győzniük a mágneses tér ohmos veszteségeit, amelyek a közeg véges vezetőképességével kapcsolatosak. A galaxisok világában ez a generációs küszöb az utóbbi hatalmas térbeli léptéke miatt túllépik.
A galaktikus dinamó tulajdonságainak keretén belül világos, hogy miért keletkeznek mágneses mezők a spirálgalaxisokban és néhány más kapcsolódó típusban - ezek a galaxisok forognak.
Azt is ki lehetett deríteni, hogy a galaxisok mágneses mezőinek konfigurációja egyáltalán miért nem hasonlít a Nap és a Föld mágneses mezőinek felépítéséhez. Kiderült, hogy a dinamó minden esetben egy bizonyos rétegben működik, de a galaxisok szögsebessége ezen a rétegen, más esetekben pedig azon keresztül változik. Enyhén szólva sem volt előre nyilvánvaló, hogy egy ilyen jelentéktelennek tűnő részlet egészen más eredményhez vezet. Természetesen az is nagyon fontos, hogy a mágneses mezők megfigyelésének feltételei ezekben a helyzetekben nagyon eltérőek legyenek - először is azt látjuk, ami könnyen megfigyelhető.
Új ötletek és régi illúziók
A galaxisokban a mágneses mező létrehozásának első modelljei természetesen általánosítottak és egységesek voltak. Persze nagy szerencse, hogy azonnal helyet találtak egy fényes vonásnak (a gyűrűnek az M31-ben), ami megfigyeléseken is látszik. Az egyik postai bélyegek, német posta adta ki (4. kép).
Az azóta eltelt évek során a megfigyelők sok változatos és gyönyörű részletet fedeztek fel, a teoretikusok pedig többé-kevésbé megtanulták megmagyarázni ezeket.
Kiderült, hogy egyes spirálgalaxisokban (például az NGC 6946-ban) a mágneses mezők sajátos mágneses karokban gyűlnek össze, amelyek a gáz és a csillagok alkotta spirálkarok között helyezkednek el (5. ábra). A teoretikusok hajlamosak ezeket a mágneses karokat egyfajta tranziensként értelmezni, vagyis olyan mágneses szerkezetként, amelynek még nem volt ideje elérni egyensúlyi állapot. Hasonló tranziensekre más példák is ismertek. Például a Tejútrendszerünk mágneses tere többször is megváltoztatja irányát a galaktikus sugár mentén. A galaktikus dinamók legegyszerűbb modelljei azt jósolják, hogy a galaxisok mágneses mezejének fejlődésének utolsó szakaszában nem szabadna ilyen jellemzőkkel rendelkeznie. Valódi galaxisokban való megjelenésüket az magyarázza, hogy ezek az emberi mércével mérve nagyon öreg égitestek mágneses értelemben nagyon fiatalok. Valójában kiderült, hogy az a jellemző idő, amely alatt egy galaktikus dinamó jelentősen át tudja rendezni a mágneses teret a galaktikus korong adott régiójában, körülbelül 0,5 milliárd év. Ez természetesen jóval kevesebb, mint a galaxisok kora, ami 10 milliárd évhez mérhető, de az adatok közötti különbség időbeli. s A mi léptékünk szerint nem olyan nagy. Az is fontos, hogy a galaxis nem maradt változatlan egész életében. Különféle jelenségek játszódtak le benne, például csillagkeletkezési kitörések, gáznemű spirálkarok megjelenése és eltűnése, kölcsönhatások a szomszédos galaxisokkal stb. A viszonylag nyugodt galaktikus dinamónak nincs ideje elsimítani ezeknek az eseményeknek a nyomait. Ennek eredményeként a galaktikus korong különböző részein a végső mágneses konfiguráció töredékei képződnek, amelyek nem illeszkednek jól egymáshoz. Ezek tranziensek. Kialakulásukat különösen segíti, hogy a mágneses tér pszeudovektor. Ez azt jelenti, hogy csak a mágneses térvektor nagyságát és azt az egyenest lehet megjósolni, amelyen fekszik, és fizikai ok, amely a mező irányát emelné ki, nem létezhet. Ezért a mágneses konfiguráció különböző töredékeiben a mágneses mező rendelkezhet ellentétes irányokba, és a töredékek találkozásánál a mágneses tér hosszú élettartamú megfordulása következik be.
Az ilyen belső határrétegek (kontrasztstruktúráknak is nevezik) a fizika számos területén ismertek (például a félvezető fizikában). A kontrasztos szerkezetek tanulmányozására a figyelemre méltó hazai matematikus, A. B. Vasziljeva és iskolája fejlődött ki erőteljes módszerek számítás. Természetesen széles körben használtuk ennek a csoportnak az ötleteit, de a félvezetők és galaxisok között felfedezett formai analógia természetesen teljesen váratlan volt.
Természetesen a spirálgalaxisok nem csak forgó gáz- és csillagkorongok. Különböző szerkezeteket tartalmaznak. Például be központi részek néhány galaxisnak van egy sajátos lineáris szerkezet, amely küllőként fúrja át a központi régiót. Spirálkarok nyúlnak ki a végeiből, ezért oroszul állítólag jumpernek hívják, bár a valódi beszédben általában az angol szóval jelölik bár. A rúddal ellátott galaxisok mágneses tereit az Orosz Alapkutatási Alapítvány és a Német Szövetségi Köztársaság speciális német-orosz projektje keretében tanulmányozták. tudományos társaság, amiért nagyon hálásak vagyunk mindkét alapítónak. Kiderült, hogy a forgó rúd nagymértékben megváltoztatja a mágneses mező standard konfigurációját, és ami a legfontosabb, az ilyeneket mágneses vonalak, amely mentén az anyag áramolhat és táplálhat egy fekete lyukat, amely látszólag a galaxis közepén található (6. ábra). Eddig a korlátos galaxisok képezték a galaxisok egyetlen morfológiai osztályát, amelyet részletesen (megfigyelési és elméleti szempontból egyaránt) vizsgáltak.
A részletes és gondos kutatás eredményeinek leírása alapján számos tudományos (és népszerű) folyóiratban publikáltak, köztük a legrangosabb folyóiratokban is, a projektjelentések írásának gyakorlata pedig lehetővé tette, hogy váratlan tudománymetriai következtetésekre jussunk. Azt már eddig is tudtuk, hogy érdemes lenne eredményeinket a legtöbbet idézett folyóiratokban, pl. Természet. És ahogy megérkeztek a megfelelő eredmények, ezt meg is tették. A gyakorlat azt mutatja, hogy (legalábbis a csillagászatban) egy ilyen tekintélyes publikáció önmagában nem kelt különösebb benyomást a tudományos közösségben, és különösen nem okoz hivatkozási áramlást. Sokkal fontosabb, hogy ezt a kísérleti cikket támogassuk az eredmények következetes, részletes közzétételével a teljes sorozatban tudományos folyóiratok ebben a témában - egy rangos magazin címzettje széles tudományos közönség, több helyi magazinnak, amelyek egy szűk szakemberkörnek szólnak. Aztán kiderül, hogy a speciális cikkek hivatkozási indexe megközelítőleg megegyezik egy cikkben található cikkével Természet. Ahogy a futballisták mondják, a rend veri az osztályt.
Nem minden kezdeti várakozást igazolt a kutatás. Például gyakran úgy tűnik, hogy a galaxisok mágneses tere nem annyira a galaktikus korong egészéhez, hanem a korong spirálkarjaihoz kapcsolódik. Valójában a mágneses vektorok irányai közel vannak a spirálkarok irányához. Közel, de nem ugyanaz. Természetesen a gázkarok torzítják a mágneses tér eloszlását, de, mint kiderült, maguk nem okozzák.
Egy másik tévhit, amely a kutatások során eloszlott, az az elképzelés, hogy a galaxisok mágneses tere a galaxis keletkezésének anyagába fagyott, kezdetben egyenletes mágneses tér csavarásával jött létre. Az ilyen hipotetikus mágneses teret reliktum mágneses térnek nevezzük. Eleinte ez az ötlet nagyon vonzónak tűnt - nem kellett valamiféle tükör aszimmetriára és egyéb nehézségekre gondolni. A számítások azonban azt mutatják, hogy egy ilyen reliktummező nem marad fenn a forgó galaxisokban, és ha valami csoda folytán fennmaradna, konfigurációja eltérne a megfigyelttől.
Mágneses mezők a modern idők kontextusában
Egy adott tudományterület fejlődését nem mindig pusztán tudományos szempontok határozzák meg. Az új rádióteleszkópok építése, amelyek nélkül nehéz a megfigyelési képességeket javítani, összetett és költséges folyamat, amely nagyon komoly nemzetközi és interdiszciplináris együttműködést igényel. Lehetetlen elképzelni, hogy egy új, nagy teljesítményű rádióteleszkópot építsenek ennek végrehajtására tudományos probléma. Ezért a megfigyelésekre való felkészülés egy új eszközzel több mint egy évet vesz igénybe, és az ezen a tudományterületen érintett csoportok teljes rendszerének átstrukturálásához vezet.
Ma már világos, hogy a következő rádióteleszkópok, amelyek a galaxisok mágneses mezőit fogják megfigyelni, a LOFAR teleszkópok lesznek (angol nyelvből). Alacsony frekvenciájú tömb- alacsony frekvenciájú komplexum) és SKA ( Négyzetkilométer tömb- egy kilométeres komplexum). Közülük az első, már főleg Hollandiában épült sajátossága, hogy a következőkből áll központi magés a különböző állomásokon található segédállomások európai országok. Az egyik ilyen állomás Krakkó közelében található, az első világháborús erődben. Tanulságos alaposabban szemügyre venni a Jagelló Egyetem (Lengyelország) obszervatóriumának tapasztalatait. Negyedszázaddal ezelőtt, amikor először láttam ezt az obszervatóriumot, egyetlen többé-kevésbé modern műszere sem volt, nem volt sem pénz, sem szakszerű megfigyelők, akik korszerű megfigyeléseket végezhettek volna. De világosan megértették, hogy ebből a nehéz helyzetből csak saját erőfeszítésekkel lehet kijutni. Az elmúlt években ennek a csoportnak a vezetői, akik egymást követően M. Urbanik és K. Otmianowska-Mazur voltak, szoros együttműködést alakítottak ki a bonni csillagászhallgatók és megfigyelők között, elsősorban a számunkra már ismerős Beckkel. A fiatal srácok tapasztalt kutatókká nőttek, és számos megfigyelési projektet vettek át német kollégáiktól. Fokozatosan találtak pénzt a LOFAR állomás megépítésére, különösen azért, mert műszakilag egy ilyen állomás meglehetősen egyszerű. Jól emlékszem, hogyan voltam még diplomás éveimben egy hasonló rádióteleszkópnál Harkov közelében. A krakkói csillagász-megfigyelők erőfeszítéseit a lengyelországi Torun város teoretikusai támogatták. Ennek eredményeként Lengyelország vezető pozícióba került ezen a területen, minimális forrást költve rá. Talán érdemes tanulni?
A LOFAR rádióteleszkóp mögött meghúzódó műszaki ötlet lényegesen hosszabb hullámhosszú megfigyeléseket foglal magában, mint a főbb meglévő megfigyeléseket végző rádióteleszkópok. Ez azt jelenti, hogy egy távoli galaxisból érkező rádiósugárzás polarizációs síkja sokszor teljes körforgást teljesíthet. Ezek a megfigyelések teljes sebességgel nem veszik észre, de a mágneses tér helyreállításához ismerni kell a számukat. Nagyon nehéz feladat adódik a polarizációs sík többszörös elfordulásán átesett jel megfejtése. A feladat nehéz, de nem reménytelen. A rádiócsillagászok sok országban most küzdenek ennek megoldásával. Van előrelépés, de még hosszú utat kell megtenni a teljes tisztánlátásig.
Az SKA rádióteleszkópnál jóval szélesebb hullámhossz-tartományt terveznek, amely rövid hullámhosszakat is tartalmaz. Ez nagyon biztató tény. Csak az a rossz, hogy a műszer megépítése egyre csúszik, fejlesztőinek spórolniuk kell, a megtakarítás pedig nagyrészt a galaxisok mágnesességének feltételezett vizsgálatának köszönhető. Nyilvánvaló, hogy az én generációmnak többé nem kell SKA-adatokkal dolgoznia.
Továbbiakért O nagyobb léptékben
A galaxisok a Földhöz képest nagyon nagyok, de a kozmológia skáláján nagyon kicsi objektumok. Léteznek-e mágneses mezők mozdulatlan b-vel? O nagyobb térbeli léptékek, mint a galaxisokban?
Köztudott, hogy mágneses mezők jelen vannak a galaxishalmazokban. Ezek a klaszterek természetesen sokkal nagyobbak, mint az alkotóelemeik. Jelenlegi ismereteink szerint azonban a bennük lévő mágneses mezők térbeli léptéke megközelítőleg megegyezik a galaktikus mágneses terekkel.
A galaxisok világában vannak olyan képződmények, amelyek mágneses mezőikkel lényegesen lenyűgözőbbek, mint a spirálgalaxisok. Ezek kvazárok, galaktikus objektumokból áramló különféle fúvókák és mások aktív formációk. Sokan közülük mágneses mezővel rendelkeznek vagy állítólag vannak. Az ilyen képződmények mágneses mezőiről azonban még nem alakultak ki magabiztos elképzelések, amelyek méretükben az egész égitesthez hasonlíthatók. Nagyon remélem, hogy léteznek ilyen mezők, és a spirálgalaxisok mágneses tereinek tanulmányozása során szerzett tapasztalatok hasznosak lesznek tanulmányozásukban.
Lehet-e még nagyobb, kozmológiai térbeli léptékben beszélni a mágneses mezőkről? Első pillantásra úgy tűnik, nincs remény az ilyen mágneses terek létezésére - az Univerzum nagyon nagy pontossággal homogén és izotróp, és egy mágneses tér egy bizonyos irányt emelne ki benne, megsértve az izotrópiát.
Valójában ebben a naiv érvelésben egyszerre két hézag van, amelyek elfedik a kozmológiai mágneses mezők létezésének lehetőségét. Először is, a kozmológiai mágneses tér kozmológiai mércével mérve kis léptékű lehet, de hogy ez igaz lesz-e galaktikus léptékekre is, az előre nem világos. A kozmológusok kutatásai azt mutatják, hogy mágneses mezők valóban létrejöhettek, és nyilván létrejöttek a korai Univerzumban. A legdurvább közelítéssel a logika itt a következő. Úgy tartják, hogy az Univerzumot eredetileg vákuum töltötte be, amelyből az Univerzum tágulásával és hőmérsékletének csökkenésével mindenféle részecskék születtek. A kvantumfizika keretein belül a mágneses tér egyes részecskékként is értelmezhető. Kialakulásuk mágneses tér kialakulása.
Sokkal nehezebb kérdés, hogy ezek a mágneses mezők nagy léptékűek-e. Bizonyos értelemben a válasz igen. Tükör szimmetria nem csak a forgó turbulenciában, hanem be is szakad nukleáris reakciók. Ez alfa-effektushoz és nagymértékű mágneses tér kialakulásához is vezet. A probléma csak az, hogy ez a mező csak a kialakulásakor létező geometria mércéi szerint nagy léptékű. A modern galaxisok szabványai szerint az ilyen mágneses mezők térbeli skálája nagyon kicsinek bizonyul.
Természetesen nyomon követni, mi történik a pontban generált mágneses térrel korai szakaszaiban az Univerzum eddigi élete nagyon nehéz feladat. A szakértők véleménye eltér itt, de még mindig valószínűbbnek tűnik, hogy az ilyen kozmológiai mágneses terek nincsenek közvetlenül kapcsolatban a modern galaxisok mágneses tereivel. Különösen nehéz ezeknek a mezőknek túlélni egy olyan korszakot, amikor az Univerzum hőmérséklete már leesett és galaxisok még nem születtek meg. Abban az időben a galaktikus dinamó még nem működik, és a mágneses mező már csillapodik az Ohm törvénye miatt - elektromos ellenállásészrevehetővé válik a környezet.
Zeldovich egy időben egy másik, sokkal egzotikusabb lehetőségre hívta fel a figyelmet. Ha egy egyenletes mágneses tér elég gyenge, az nem zavarja az Univerzum izotrópiáját. Persze a mágneses tér lehet olyan gyenge, hogy egyáltalán nem érdekel senkit. fizikai folyamatok galaxisokban. Kiderült, hogy az Univerzum izotrópiájából nyert egyenletes mágneses tér felső becslése és az alsó becslés között van egy rés, amely megőrzi a mező értékét a galaxisok élettartamára. Ez a különbség fokozatosan csökken, de továbbra is jelentős marad.
Egészen a közelmúltig a tudománynak csak felsőbb megfigyelési becslései voltak a kozmológiai mágneses térről, ezért úgy tűnt, hogy Zeldovich ötlete, bár nagyon szép maradt, csak pusztán tudományos érdeklődésre tart számot. Azonban az orosz fizikaiskola hallgatói, akik jelenleg különböző európai tudományos központokban dolgoznak, A. Neronov és D. V. Semikoz, meggyőző megfigyelési érveket adtak elő a kozmológiai mágneses tér létezése mellett, és alacsonyabb becsléseket adtak. Ezek észrevehetően alacsonyabbak, mint a galaxisok mágneses mezőinek erőssége, de elégségesek ahhoz, hogy ezek a mágneses mezők az asztrofizika szereplői maradjanak.
Ezek a becslések a kozmikus környezetben előforduló elemi részecskék reakcióinak meglehetősen összetett elemzésén alapulnak, és nem teszik lehetővé a mágneses tér térbeli szerkezetének megítélését. Természetesen előfordulhat, hogy ez a mező magától a galaxisból bizonyos fizikai folyamatok segítségével kerül a galaxisok közötti térbe, de általában a kozmológiai mágneses terek problémája egészen más értelmet nyert, mint a korábbi években.
Miért kell mindezt tudni?
Kortársaink között van egy bizonyos csoport, akikre a szavak galaxisok mágnesességeönmagukban elég vonzónak tűnnek ahhoz, hogy igazolják a tudomány ezen területén végzett kutatást. Ez csak üdvözölhető – a tudomány mint az emberek szellemi tevékenységének területe és a világ megértésének módja nem tűz ki közvetlen haszonelvű célokat, tevékenységének melléktermékeiként születnek gyakorlati eredmények. Azonban továbbra is érdekes tudni, hogy van-e esély arra, hogy a galaxisok mágnesességének tanulmányozása hatással lesz mindennapi életünkre.
Kiderült, hogy a dolog nem olyan reménytelen, mint gondolnánk. Kísérletek a dinamó mechanizmus reprodukálására laboratóriumi körülmények század 60-as évei óta folytatják. Az első kísérleteket hazai tudósok és az NDK tudósai végezték. Folyékony fémeket, elsősorban nátriumot, amely viszonylag alacsony hőmérsékleten folyékony lesz, vezető közegként használtak, ahol a dinamónak működnie kellett. Ma már nem könnyű megérteni, miért döntöttek úgy, hogy Lettországban szervezik meg a munkát. A feladat technikailag igen nehéznek bizonyult, de a szakemberek kemény munkáját az elmúlt évezred utolsó heteiben siker koronázta - sikerült öngerjesztő mágneses teret szerezniük. Igaz, a sikereket elért szakemberek, bár még mindig Riga környékén dolgoztak, más országokat képviseltek.
Körülbelül ugyanebben az időben indult egy orosz kísérleti dinamóprojekt. Permben, a Continuum Mechanics Intézetben valósítják meg. A projekt során különösen az alfa hatás mérésére volt lehetőség először laboratóriumi körülmények között. Kísérleti dinamóprojektek már több országban is működnek: Franciaországban, Németországban, Oroszországban, Lettországban és az USA-ban. Természetesen a dinamós mechanizmust használó technikai eszközök még nagyon messze vannak, de sokak számára szükséges egy kísérleti bázis létrehozása a folyékony fémáramlásokkal való munkavégzéshez. technikai problémák. Ezért a permi projektnek közvetlen gyakorlati komponense is van, de ez egy másik történet témája 5
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete