Une planète, une étoile ou autrement peut-elle avoir un champ magnétique plus fort ou avoir plus de portée que sa gravité?
Une planète, une étoile ou autrement peut-elle avoir un champ magnétique plus fort ou avoir plus de portée que sa gravité?
Réponses:
Examinons la force magnétique appropriée (par opposition à la force de Lorentz sur un objet chargé et en mouvement décrit dans la réponse de @ KenG ) sur un échantillon de matériau magnétisé de masse comme moyen d'essayer de comparer. Supposons que arbitrairement a un fixe, le moment magnétique permanent . Nous ne pouvons pas utiliser de fer car il sature trop facilement.
Voyons ensuite comment les forces évoluent différemment avec la distance
Si nous réduisons ces équations scalaires à un rayon ( en supposant et sont parallèles) prennent toutes les forces sont attrayantes, et d' évaluer les potentiels et leurs gradients sur l'équateur du corps à son rayon physique . Étant donné que la force magnétique sur notre échantillon dipolaire diminue plus rapidement que la force gravitationnelle, nous devons évaluer les deux à la distance physiquement la plus proche possible:
où notre spécimen est à une distance de notre source de champ, et son moment est une aimantation de 1 Tesla fois le volume d'un aimant de 1 kg de terres rares, environ 0,000125 mètres cubes.
Toutes les unités MKS, tous les nombres approximatifs approximatifs, en mettant l'accent sur les champs magnétiques les plus puissants
Body R (m) M (kg) B(r=R) (T) F_G (N) F_B (N) F_B/F_G
Earth 6.4E+06 6.0E+24 5.0E-05 9.8E+00 2.9E-15 3.0E-16
Jupiter 7.1E+07 1.9E+27 4.2E-04 2.5E+01 2.2E-15 8.8E-17
Neutron Star 1.0E+04 4.0E+30 5.0E+10 2.7E+12 1.9E+03 7.0E-10
Magnetar 1.0E+04 4.0E+30 2.0E+11 2.7E+12 7.6E+03 2.8E-09
Donc, même pour un Magnetar (voir aussi 1 , 2 ) une sorte d'étoile à neutrons avec un champ magnétique très puissant), la force magnétique sur notre échantillon d'aimant permanent de 1 kg n'est que de 3 parties par milliard aussi forte que la force gravitationnelle.
Vous pourriez voir un rapport beaucoup plus favorable si vous comparez deux particules subatomiques à courte portée (par exemple 1E-15 mètres) mais pour les objets astronomiques, la gravité semble gagner intelligemment.
Cela dépend de quel objet il agit. Il existe de nombreux objets, y compris les étoiles, qui ont des champs magnétiques où les forces de Lorentz sur les particules chargées comme les électrons et les protons sont plus fortes que la force gravitationnelle sur elles.
Souvenez-vous également que la force de la force de Lorentz dépend de la vitesse de la particule qui la traverse, donc un électron en mouvement suffisamment rapide, même ici sur Terre, recevra une force magnétique plus grande qu'une force de gravité. C'est ainsi que le champ magnétique terrestre est capable de contenir dans les ceintures de Van Allen des particules chargées que sa gravité ne pouvait contenir.
+1
J'ai totalement oublié la force de Lorentz subie par les particules chargées et je viens de faire une simple force magnétique statique par rapport à la force gravitationnelle .
Ce n'est pas impossible, mais la réponse courte est "non".
Un champ gravitationnel accélérera également toute la matière et l'énergie tandis qu'un champ magnétique accélérera uniquement les charges électriques en mouvement (autres aimants).
La force due à la gravité est proportionnelle au carré inverse de la distance, et la force due au magnétisme se rapproche asymptotiquement du cube inverse de la distance. À une certaine distance critique, la force gravitationnelle deviendra plus forte que la force magnétique.
À moins que la majeure partie du grand corps ne soit magnétique, même au-dessus des pôles magnétiques, le champ magnétique serait probablement trop faible pour faire léviter un aimant typique dans le champ gravitationnel du grand corps.