Электромагнитные силы и сила гравитации

Как мы увидели в предыдущей главе, согласно официальной науке гравитация является основной силой, контролирующей движение небесных тел. Учёные, как правило, не принимают в расчёт электромагнитные силы при своих расчётах движения небесных тел. Однако на самом деле, электромагнитные силы сильнее силы гравитации в 1039 раз, делая, таким образом, электромагнетизм фактически основной «движущей силой» в нашей Вселенной.

Сравнительная сила гравитации и электричества была продемонстрирована в опыте Роберта Милликена, [12] лауреата Нобелевской премии по химии в 1923 году. Милликен продемонстрировал, как капля масла, заряженная всего лишь одним электроном (после ионизации рентгеновскими лучами), может быть поднята в воздух электромагнитной силой при условии, что эта капля подвержена воздействию сильного электрического поля. [13] Таким образом, электромагнитная сила, воздействующая на один единственный электрон, может преодолеть силу тяжести целой планеты, воздействующей на каплю масла.

хема опыта Милликена. Электрическое притяжение одного единственного электрона уравнивает (относительно) слабую силу гравитации, с которой целая планета воздействует на каплю масла
© Theresa KnottСхема опыта Милликена. Электрическое притяжение одного единственного электрона уравнивает (относительно) слабую силу гравитации, с которой целая планета воздействует на каплю масла

Точнее говоря, распылённые Милликеном капельки масла были намного меньше обычных капель масла. Типичный радиус капельки составляет 0,1 микрона, [14] в то время как радиус обычной капли — примерно 1000 микронов (1 мм). Если капля воды содержит примерно 1021 атомов, [15] то в одной капельке мы найдем около 1017 атомов. Таким образом, Милликен продемонстрировал, что электромагнитная сила одного единственного электрона может противодействовать весу (т.е. силе тяжести) 1017 атомов.

Преобладание электромагнитной силы над силой тяжести поражает ещё больше при увеличении расстояния:
Сила магнитного поля, созданного электрическим током (например, ток Биркеланда в космическом масштабе), уменьшается обратно пропорционально расстоянию от электрического потока. Как электростатические, так и гравитационные силы между звёздами уменьшаются пропорционально квадрату расстояния между ними. [16]
Приведем конкретный пример. Если электромагнитная сила уменьшается в 100 раз при 100-кратном увеличении расстояния между двумя космическими телами, то сила гравитации уменьшается в 10 000 раз при том же изменении расстояния. Если гравитация, наравне с электромагнитными силами, играет важную роль внутри небесных тел, то на больших расстояниях между космическими телами (звезда-звезда, звезда-планета, звезда-комета и т.д.) сила гравитации, как правило, пренебрежимо мала и основным «игроком» становится электромагнитная сила.

Что представляет из себя плазма?

Прежде чем дальше углубиться в тематику, давайте рассмотрим явление «плазмы» или ионизированного газа. Чтобы понять электрическую природу Вселенной, нам следует сначала разобраться с природой её главной составляющей. Ирвинг Ленгмюр ввёл в обращение понятие «плазмы» из-за сходства ионизированного газа с «живыми» клетками крови. Действительно, тот факт, что плазма ведёт себя как живой организм, [17] является довольно необычным в сравнении с другими агрегатными состояниями:
В лаборатории Беркли по исследованию радиации Дэвид Бом начал работать над тем, что станет поворотным пунктом в его работе над плазмой. Плазма — это газ, состоящий из плотно сконцентрированных электронов и положительно заряженных ионов (атомов с положительным зарядом). К его удивлению, он обнаружил, что ионизированные электроны перестали вести себя как индивидуальные частицы и начали вести себя так, как будто они были частью большего взаимосвязанного целого. Хотя их индивидуальные движения казались на первый взгляд случайными, огромное количество электронов было в состоянии производить эффекты, которые говорили о их поразительной организованности. Как какое-то амебоидное существо, плазма постоянно воспроизводила себя и окружала все инородные примеси на её границе так, как какой-либо биологический организм блокирует инородные вещества в его защитной оболочке. Бом был настолько поражён этими органическими свойствами, что, по его словам, у него часто складывалось впечатление, будто это море электронов было «живым». [18]
Живая или нет, плазма является наиболее часто встречающимся агрегатным состоянием во Вселенной, как по массе, так и по объёму. Она составляет 99% всей видимой Вселенной [19] и, таким образом, является намного более распространённой, чем три других агрегатных состояния: твёрдое, жидкое и газовое. Все звёзды состоят из плазмы, и ею наполнено даже межзвёздное пространство. График ниже показывает, что плазма встречается в любой среде, при любых температурах и в любых типах материи. К категории плазмы относят даже металлы, так как они представляют собой твёрдую материю со свободными электронами [20] (см. в левом верхнем углу на рис. 4).

Парадоксально, но плазма — наиболее часто встречающееся агрегатное состояние — является наименее изученным явлением. В то время как студентам физики преподают свойства твёрдых тел, жидкостей и газов, о плазме практически не упоминают. Итак, давайте отдадим ей должное.

Плазма — это материя (обычно газ, однако она также может принимать твёрдую или жидкую форму), в которой определённое количество частиц было ионизировано. Ионизированная частица — это частица, потерявшая как минимум один электрон. Таким образом, в то время как «обычный» газ состоит из неионизированных частиц, плазма состоит из диссоциированных положительных частиц и негативных электронов.
Различные виды плазмы в зависимости от их температуры (X-ось) и электронной плотности (Y-ось)
Различные виды плазмы, в зависимости от их температуры (X-ось) и электронной плотности (Y-ось)
Следует отметить, что в данном выше определении плазмы под «частицей» подразумевается «молекула» или «атом». Давайте возьмём в качестве примера атом водорода (H), изображённый на рис. 5, который состоит из ядра (один протон плюс один нейтрон) и электрона, движущегося вокруг ядра (левая сторона иллюстрации). Если атом водорода ионизирован, то его ядро (протон) отделено от электрона (правая сторона иллюстрации).
Разница между газом и плазмой (на примере атома водорода)
Разница между газом и плазмой (на примере атома водорода)
Во время ионизации приток энергии выталкивает электрон с его орбиты из атома. В итоге мы имеем один свободный электрон (чёрные точки на рисунке) и один положительно заряженный ион (красные точки). Их заряды разделены, и газ ионизирован. Это и есть плазма.

Ссылки

[12]: 'Robert Millikan - Biographical', Nobel Prize.

См.: www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1923/millikan-bio.html

[13]: Для подъёма одной капельки в воздух, напряжение электрического поля должно составлять 32 100 вольт. Для дальнейшего объяснения см. главу 26: «Ураганы, молнии и торнадо».

[14]: Harrison, R. G., 'Atmospheric Electricity And Cloud Microphysics', стр. 3

[15]: 'How many atoms are in a single drop of water', MadSci: Chemistry. См.: www.madsci.org/posts/archives/2000-10/971190308.Ch.r.html

[16]: Scott, D. E., The Electric Sky, стр. 44

[17]: Alfred, J., 'Plasma life forms', Unexplained mysteries. См.: www.unexplained-mysteries.com/column.php?id=111062

[18]: Talbot, M., Holographic Model of the Universe, стр. 39

[19]: Peratt, A. L., Advances in Numerical Modeling of Astrophysical and Space Plasmas, стр. 98

[20]: Там же, стр. 97