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磁场可以转化为能量?NASA最新研究成果,磁重联现象成为焦点话题

时间:2020-03-16 10:30:37 作者: 来源:51区未解之谜网 手机阅读
根据爱因斯坦的质量能量方程,我们知道物质和能量可以相互转化。在一定条件下,物质可以转化为能量,这个过程遵循e = m c 2这个过程现在已经被科学家接受,甚至常识也被认为是理所当然的。

然而,近年来,科学家们发现了一种更神秘的现象,这种现象允许磁场“湮灭”成其他形式的能量。这种神秘的现象就是磁重联现象那么,磁场是如何“湮灭”的呢?磁重联到底是什么?

在此期间,人类有史以来最猛烈的太阳耀斑就是以这种方式爆发的。

耀斑是一种太阳活动,指太阳表面局部区域突然释放大量能量在这个过程中,大量的电磁辐射,伴随着各种微观粒子,被发射到太空中并产生深远的影响,这将对人类的电子设备造成巨大的冲击甚至破坏。

为了保护仍在太空中的宇航员,地面人员命令他们躲在国际空间站的特殊辐射保护区。然而,仍然暴露在太空中的卫星是不幸的。即使采取了临时关闭措施,许多卫星仍注定要永久毁灭。有了地磁场的保护,

对地球上的人来说是相对安全的。然而,瑞士南部的电力系统仍然存在这一问题,50,000户家庭被切断

是导致这一结果的磁重联现象

所谓的磁重联现象是什么

,其实看名字就明白了,是磁场,还是磁力线断裂,然后重新连接的过程

这个过程听起来很奇怪——这个领域还会被打破吗?是的,这很奇怪

据中国科学院科学家介绍,磁重联过程可以改变磁场的拓扑结构,释放磁场能量,使等离子体能量急剧上升,产生高速粒子射流,从而使行星磁层不稳定,引发磁层亚暴和磁暴,导致极光爆发等现象。

过程主要发生在磁气圈的顶部磁气圈的顶部在哪里?这是行星磁层和太阳风的结合点,这里被称为磁层顶。换句话说,任何有磁场的行星都有磁层顶区域,磁重联就会发生。例如,下图显示了卡西尼号探测器在开始时捕捉到的土星磁场重联。

磁场重联和太阳活动

之间的关系,当然,磁场重联不仅在磁层顶是可能的目前,科学家认为磁场重联也将发生在太阳内部。由于磁场和等离子体在重联区的解耦效应,磁场重联将表现出反平行磁力线先相互“断开”然后“重新连接”的现象磁力线的断开过程也可以看作磁力线之间的湮灭,所以磁重联也称为磁湮灭。

重新连接后,剩余磁场能量将转换成其他形式的能量(如动能、热能等)。)并被释放这些能量突破了太阳的大气层,形成了各种各样的太阳活动,如日冕和耀斑

当这些太阳活动辐射的粒子以接近光速的速度到达地球磁气圈的顶部时,它们将形成地球的磁重联。事实上,磁重联的过程也可以简单地理解。例如,美国宇航局制作的动态地图:地球上

,我们如何移动可能更多地取决于重力。在地球上空,这些微观带电粒子的运动是由磁场重联现象决定的。

磁层顶部的磁重联现象不仅导致不好的结果科学家认为地球上最美丽的景观极光也可能是由磁场重联引起的。

,当我们观看极光时,很少有人知道这是地球磁场和太阳风之间保护地表生物的斗争。正是与太阳风产生的磁场的重新连接阻止了太阳辐射的粒子伤害生物。极光是这场斗争过程中的“火花”,也是地球对生物的温柔。

相关检测器

由于磁重联是一个相对较新的研究领域,世界上相关检测器并不多最著名的是美国宇航局的磁层多尺度任务

2-015年,美国航天局在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射了四颗卫星。这些卫星是彩信任务的主要武器。据报道,这四颗直径3米、高1米(天线部署在太空,长度可达60米)的小八边形卫星携带相同的等离子体分析仪、高能粒子探测器、磁力仪、电场仪和抗干扰设备,每隔4.5英里分布一次,收集相关信息并提供给地面科学家。当

首次发射时,四颗卫星在地球上空43500英里上空盘旋,然后通过全球定位系统导航控制调整到116300英里,即大约187000公里,这几乎是地球和月球之间距离的一半。它们也是目前世界上最高的环绕地球飞行的人造卫星。

中国科学家也研究过磁重联现象,但据我所知,没有像美国宇航局的彩信这样的设备与此同时,与侧重于研究地球磁场的磁重联不同,中国科学家对太阳内部的磁重联现象做了更多的研究(根据我所知的信息)

未来研究

至少目前,磁重联仍然是人类探索磁重联的最重要渠道虽然许多科学家已经开始用计算机模拟,有些人已经观察到其他天体的磁场重联现象,但他们还没有直接从太空中看到它。无论是相关研究人员还是选择这个方向学习的学生,他们主要参考彩信数据。

从50多年前磁重联概念的开始,到20世纪90年代科学家观察它的路径,到现在的磁重联任务,人类越来越关注磁重联现象。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表面电子设备免受太阳辐射的关键。因此,磁重联的研究对人类至关重要

然而,我们不得不承认,人类对磁重联现象的理解仍然非常有限,例如磁场能量是如何转换成其他形式的能量的,还有许多其他问题仍未解决从事这项研究的科学家还有很长的路要走。幸运的是,彩信仍处于良好的工作状态。最初计划寿命为2年的四颗卫星现在已经工作了3年多。但是根据美国宇航局科学家的说法,只要它们得到很好的控制,它们的能量足以支持它们20年的工作。

与此同时,随着其他国家相继加入这一领域的研究,人们相信磁重联之谜迟早会得到解决。那时,不仅电磁学可以大大发展,而且人类也可以找到一种有效的方法来停止担心太阳辐射对我们的影响。此外,由于磁场重联也会发生在黑洞附近,所以人类可以用新的方式探索黑洞的秘密。

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