宇宙|电磁力:宇宙中大规模建造的力量( 二 )
电磁力慢慢地崭露头角,质子和电子开始感受到电的力量,然后结合成原子 。
电磁学本质上决定了物质的动力和我们所看到的一切的最终形成的根源 。
现在电磁力可以使肌肉弯曲,它能够把电子和质子拉到一起形成氢——宇宙中的第一种原子 。
氢原子聚在一起形成炽热的气体云,这些新形成的气体云发出微弱而稳定的光芒,接着宇宙之光被点燃了 。
当新形成的原子相互旋转时,它们的综合磁效应也会变得更强 。宇宙中最小的磁铁就是原子本身,它们是创造出与亚原子世界规模的迷你磁铁棒 。
【宇宙|电磁力:宇宙中大规模建造的力量】如果大量氢的微磁体排列起来,就会产生了强磁场 。随着时间的推移,这些磁场开始增长 。所以我们今天在宇宙中看到的所有磁场,都可以归因于这些原始磁场 。
电磁作用塑造了早期的宇宙,但它并没有就此停止,它继续帮助宇宙进化出下一个里程碑——恒星 。
至于恒星是如何形成的,这个就比较复杂了,需要引力和时间等复杂因素,但磁场起着基础性的作用 。
天文学家曾经相信恒星的形成是简单的,一个巨大的星际气体云被它自身的引力吸引在一起,温度和压力随着气体的压缩而升高,直到它足够热和密度足够大,足以让核聚变发生并点燃核心,一颗恒星诞生了 。
至少,这是科学家们过去的想法 。但最近,他们发现了这个简单理论的一个问题:形成恒星的主要动力是引力,物质在中心凝结成恒星 。当恒星形成时,有物质围绕着它旋转被它的引力吸引到中心质量上,此时就存在角动量的问题 。
由于角动量的存在,是它阻止了月球落入地球 。科学家们意识到同样的力可以阻止气体落入正在形成的恒星 。
所以恒星永远不会达到临界质量,也永远不会点燃 。角动量和引力之间就是一场战斗 。角动量使物体在这里旋转,而引力想把它拉向中间 。
如果以某种方式失去了角动量,那么恒星的形成就会进行 。在恒星诞生之前,它需要吸入足够的气体,将其核心的温度提升到1500万摄氏度 。
科学家们意识到要做到这一点,就必须打破引力和角动量之间的僵局 。这就是磁力可以发挥作用的地方 。
原始恒星的磁场可以影响星云圆盘并减缓它的速度,并使气体掉进去,最终帮助恒星自身的形成 。
带电粒子运动时,会产生磁场,在这种情况下,旋转的气体和旋转的恒星产生的磁场足以减缓气体云的速度,磁场就像是宇宙的刹车系统 。
只要减速了一点,引力就会获胜,并最终使气体盘旋到中心,引力击败了角动量,在磁场的作用下,引力将气体拖得越来越近,将其压碎并加热,直到点火,一颗恒星诞生了 。
120亿年前,第一颗恒星诞生了,如果没有磁场,我们还是会在黑暗中 。
【可怕的电磁力】
但是磁力也会带来可怕的破坏,这些早期恒星中的有一些注定会变成磁性怪物 。
当恒星耗尽燃料时,大质量恒星就会爆炸成为超新星 。恒星的外层被吹向太空,剩下的,包括磁场都被重力压碎了 。
几乎所有的恒星表面都有很强的磁场,如果一颗恒星死亡并崩塌,同样数量的磁场仍然存在 。所以如果恒星的表面积,减少了1000或10000倍,那就意味着磁场强度必须增加同样的量 。
剩下的是一个超致密,超磁性的球,大约有一个城市那么大 。这些物体的密度是铅的一万多亿倍 。
它们可能藏匿着有史以来最极端的磁场,它们被称为磁星 。它是宇宙中最强的磁场,磁力可以比地球磁场强一万亿倍 。
科学家目前已知银河系中有25个磁星,但他们认为可能还有更多 。其中一个是 SGR-1806-20,位于5万光年之外的银河系另一边 。2004年对地球发动袭击的,就是这个磁性怪物 。
电磁冲击波是由星震引起的,就像地震,但它是在磁星上 。磁星的外壳滑动了大约一厘米,相当于你手指的宽度 。但这比地球上任何一次地震都要大得多,是地球上任何一次地震的数百万倍 。
磁场与物质都是耦合在一起的,所以当地壳滑动时,磁场也会跟着滑动 。它发射了一股强大的能量,在5万光年之外,对我们的星球产生了物理影响 。
文章图片
磁星的星震
这个小小的失误产生了巨大的影响,如果这个事件再近一点,对我们的影响就会很大 。
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