磁力的本质与黑洞有何关联?

寻找磁性的本质时,我们习惯从微观角度解释磁性产生的原因。磁力与微观变化的电场相关,电子的运动形成变化的电场也产生磁场。自由电子围绕原子核做同向的运动,因此产生磁性。磁性产生的原因到底是什么?


看不见的磁场与运动电子相关,它也是量子,那么,量子自旋也能产生磁场。


通常认为,原子核的磁矩远小于其外部的电子磁矩。因此,核外电子的净剩自旋是产生磁力的主要原因。


核外电子分布在不同的轨道,同一个轨道上反相电子的自旋相互抵消磁矩,若轨道上有不成对电子,净剩自旋的电子便可以产生磁力。


看起来,磁性有三种来源。原子核、电子自旋磁矩、轨道电子运动产生的轨道磁矩。通常认为,后两种是主要的。材料的磁性都是这三种磁性相互耦合以及环境条件作用的结果。


而铁磁,不需要外场就有磁性。可以理解为电子自旋没有完全抵消,产生磁性。依然无法理解磁力的来源,传统的解释是否有缺憾?


狭义相对论认为电磁等效,运动的电场既是磁场又是电场,电磁场是时空的本源。磁力的本质倒底隐藏在哪里?量子物理认为磁矩来源于电荷运动的理论都违反相对论。


量子力学认为电子磁矩与轨道磁矩是磁本身的来源,还有电生磁。这两种效应可以互相叠加。一个原子里有多个电子,而这些电子常常磁矩方向相反,所以综合下来一个原子看起来没有磁性。


物质从宏观看,多数物质不表现出磁性,看起来是众多原子本身磁矩互相抵消了而已。宏观物质原子排列不规则,在强磁场中却可以同向,也可以产生很大的磁性。


磁性的出现看似像是一层层电子磁力堆积,我们才能看到磁相关的现象。


而分子电流说认为,物质存在分子电流。当外界所产生的磁力超强时,分子电流取同向时整个物体也能显示磁性。


把电子看成一个带负电的小球,它绕着原子核转动。这与地球的运动相似,如果,物质的磁性是由引力引起的,每个原子核的磁矩应该最大。虽然,磁性还与温度相关,磁性与温度成反比。


我们寻找的单磁体在何处?它在宏观世界的黑洞体显得淋漓尽致,那里明显有磁力充斥着黑暗的地带。


当天体的逃逸速度为光速时,我们看不到它发出来的光,那里不仅空间弯曲还是一个磁粒子的组合体,连光线也会变成磁量子。


磁粒子旋转吞噬一切,向心势能的磁力是否才是引力本质。看起来,磁粒子是宇宙中最小的粒子?粒子和星体都具有自转和周转的属性。


光速极限原理是相对论成立的前提,充斥空间的粒子大海里,所有粒子和物体速度无法超越光速,黑洞之中,粒子流是否超越了光速极限?


黑洞看上去是磁粒子的自转形成的旋涡,它真的是静态粒子枯竭形成的天体?磁粒子不能形成辐射,但黑洞依旧存在辐射。


广义相对论可以得到方程式的精确解,如果某天体全部质量都压缩到很小的范围之内,所有的一切都被引力囚禁在内,从外界看,黑洞就是绝对黑暗的存在。


黑洞蒸发理论认为,在黑洞周围虚粒子可能直接湮灭,也可能全部落入黑洞。也许正粒子逃脱,也许负粒子逃脱。


黑洞周围会形成吸积气盘,发出X射线。通过对射线的观测,我们间接发现了黑洞的存在。


黑洞能否吞噬一切?有观点认为黑洞无法湮灭消息,黑洞有可能通往另一个宇宙,穿过后无法回到先前的宇宙。物理消息是可以存储的,所谓的事件视界以及黑洞信息的争议还在持续。


再来看黑洞形成的过程。恒星中从氢元素开始聚变,按照元素周期表的顺序,直至铁元素生成时恒星便会坍塌。铁元素参与聚变时释放的能量小于所需能量,导致恒星不具有足够的能量与引力抗衡,恒星坍塌形成黑洞。


磁力的源头,或许存在于更细微的粒子之中。

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页面更新:2024-05-10

标签:磁力   黑洞   原子核   电场   量子   光速   磁场   恒星   引力   粒子   原子   磁性   轨道   本质   物质

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