Интересные факты о магнитном поле Вы узнаете в этой статье.
Интересные факты про магнитное поле
Наша планета на протяжении нескольких миллиардов лет является огромным магнитом. Индукция магнитного поля Земли изменяется в зависимости от координат. На экваторе она равна примерно 3,1 на 10 в минус пятой степени Тесла. К тому же существуют магнитные аномалии, где значение и направление поля существенно отличаются от соседних областей. Одни из самых крупных магнитных аномалий на планете - Курская и Бразильская магнитные аномалии.
Происхождение магнитного поля Земли до сих пор остается загадкой для ученых. Предполагается, что источником поля является жидкое металлическое ядро Земли. Ядро движется, значит, движется расплавленный железо-никелевый сплав, а движение заряженных частиц – это и есть электрический ток, порождающий магнитное поле. Проблема в том, что эта теория (геодинамо) не объясняет того, как поле сохраняется устойчивым.
Магнитное поле Земли защищает планету от космических лучей и солнечного ветра.
Мигрирующие птицы находят дорогу при помощи магнитного поля. Также по нему ориентируются черепахи и некоторые другие животные, например, коровы. Благодаря ему также появляется полярное сияние.
В южной части Атлантического океана толщина магнитного поля заметно снизилась и составляет на сегодняшний день лишь треть от нормы. Этот факт сильно настораживает всех ученых в мире, ведь подобная брешь может уничтожить планету за достаточно короткий срок. За последние 150 лет толщина поля в этом месте ослабла на 10 %.
Магнитные полюса Земли движутся. Их смещение регистрируется с 1885 года. Например, за последние сто лет магнитный полюс в Южном полушарии сместился почти на 900 километров и сейчас находится в Южном океане. Полюс арктического полушария движется через Северный Ледовитый океан к Восточно-Сибирской магнитной аномалии, скорость его передвижения (по данным 2004 года) составила около 60 километров в год. Сейчас наблюдается ускорение движения полюсов - в среднем скорость растет на 3 километра в год.
Ирина Якутенко
В последние дни на научных информационных сайтах появилось большое количество новостей, посвященных магнитному полю Земли. Например, новость о том, что в последнее время оно существенно изменяется, или о том, что магнитное поле способствует утечке кислорода из земной атмосферы и даже про то, что вдоль линий магнитного поля ориентируются коровы на пастбищах. Что представляет собой магнитное поле и насколько важны все перечисленные новости?
Магнитное поле Земли – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы. Вопрос о происхождении магнитного поля до сих пор окончательно не решен. Однако большинство исследователей сходятся в том, что наличием магнитного поля Земля хотя бы отчасти обязана своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутренней и жидкой наружной частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянные течения. Как читатель может помнить из уроков физики, движение электрических зарядов приводит к появлению вокруг них магнитного поля.
Одна из самых распространенных теорий, объясняющих природу поля, - теория динамо-эффекта - предполагает, что конвективные или турбулентные движения проводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию поля в стационарном состоянии.
Землю можно рассматривать как магнитный диполь. Его южный полюс находится на географическом Северном полюсе, а северный, соответственно, на Южном. На самом деле, географический и магнитный полюса Земли не совпадают не только по "направлению". Ось магнитного поля наклонена по отношению к оси вращения Земли на 11, 6 градуса. Из-за того что разница не очень существенная, мы можем пользоваться компасом. Его стрелка точно указывает на южный магнитный полюс Земли и почти точно на Северный географический. Если бы компас был изобретен 720 тысяч лет назад, то он бы указывал и на географический и на магнитный северный полюс. Но об этом чуть ниже.
Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например, ионизированные (заряженные) частицы солнечного ветра. Магнитное поле изменяет траекторию их движения, направляя частицы вдоль линий поля. Необходимость наличия магнитного поля для существования жизни сужает круг потенциально обитаемых планет (если мы исходим из предположения, что гипотетически возможные формы жизни похожи на земных обитателей).
Ученые не исключают, что часть планет земного типа не имеют металлического ядра и, соответственно, лишены магнитного поля. До сих пор считалось, что планеты, состоящие из твердых скальных пород, как и Земля, содержат три основных слоя: твердую кору, вязкую мантию и твердое или расплавленное железное ядро. В недавней работе ученые из Массачусетсткого технологического института предложили сразу два возможных механизма образования "скалистых" планет без ядра. Если теоретические выкладки исследователей подтвердятся наблюдениями, то формулу для расчета вероятности встретить во Вселенной гуманоидов или хотя бы что-то, напоминающее иллюстрации из учебника биологии, придется переписать.
Земляне тоже могут лишиться своей магнитной защиты. Правда, точно сказать, когда это произойдет, геофизики пока не могут. Дело в том, что магнитные полюса Земли непостоянны. Периодически они меняются местами. Не так давно исследователи установили, что Земля "помнит" о смене полюсов. Анализ таких "воспоминаний" показал, что за последние 160 миллионов лет магнитные север и юг менялись местами около 100 раз. Последний раз это событие произошло около 720 тысяч лет назад.
Смена полюсов сопровождается изменением конфигурации магнитного поля. Во время "переходного периода" на Землю проникает существенно больше космических частиц, опасных для живых организмов. Одна из гипотез, объясняющих исчезновение динозавров, утверждает, что гигантские рептилии вымерли именно во время очередной смены полюсов.
Кроме "следов" плановых мероприятий по смене полюсов исследователи заметили в магнитном поле Земли опасные подвижки. Анализ данных о его состоянии за несколько лет показал, что в последние месяцы в нем начали происходить опасные изменения. Настолько резких "движений" поля ученые не регистрировали уже очень давно. Вызывающая беспокойства исследователей зона находится в южной части Атлантического океана. "Толщина" магнитного поля в этом районе не превышает трети от "нормальной". Исследователи давно обратили внимание на эту "прореху" в магнитном поле Земли. Собранные за 150 лет данные показывают, что за этот период поле здесь ослабло на десять процентов.
На данный момент трудно сказать, чем это грозит человечеству. Одним из последствий ослабления напряженности поля может стать увеличение (пусть и незначительное) содержания кислорода в земной атмосфере. Связь между магнитным полем Земли и этим газом была установлена с помощью системы спутников Cluster – проекта Европейского космического агентства. Ученые выяснили, что магнитное поле ускоряет ионы кислорода и "выбрасывает" их в космическое пространство.
Несмотря на то, что магнитное поле нельзя увидеть, обитатели Земли хорошо его чувствуют. Перелетные птицы, например, отыскивают дорогу, ориентируясь именно на него. Существует несколько гипотез, объясняющих, как именно они ощущают поле. Одна из последних предполагает, что птицы воспринимают магнитное поле визуально. Особые белки – криптохромы – в глазах перелетных птиц способны менять свое положение под воздействием магнитного поля. Авторы теории считают, что криптохромы могут выполнять роль компаса.
Кроме птиц магнитное поле Земли вместо GPS используют морские черепахи. И, как показал анализ спутниковых фотографий, представленных в рамках проекта Google Earth, коровы. Изучив фотографии 8510 коров в 308 районах мира, ученые заключили, что эти животные предпочтительно ориентируют свои тела с севера на юг (или с юга на север). Причем "реперными точками" для коров служат не географические, а именно магнитные полюса Земли. Механизм восприятия коровами магнитного поля и причины именно такой реакции на него остаются неясными.
Кроме перечисленных замечательных свойств магнитное поле способствует появлению полярных сияний. Они возникают в результате резких изменений поля, происходящих в удаленных регионах поля.
Магнитное поле не обошли своим вниманием сторонники одной из "теорий заговора" – теории о лунной мистификации. Как уже упоминалось выше, магнитное поле защищает нас от космических частиц. "Собранные" частицы скапливаются в определенных частях поля – так называемых радиационных поясах Ван Алена. Скептики, не верящие в реальность высадок на Луну, считают, что во время пролета сквозь радиационные пояса астронавты получили бы смертельную дозу радиации.
Магнитное поле Земли - удивительное следствие законов физики, защитный щит, ориентир и создатель полярных сияний. Если бы не оно, жизнь на Земле, возможно, выглядела бы совсем иначе. В общем, если бы магнитного поля не было - его необходимо было бы придумать.
В этой статье для вас интересный и забавный физический эксперимент, демонстрирующий одно из свойств магнитов, которое часто используют разработчики “вечных двигателей”. В этом эксперименте использованы выпуклая гладкая поверхность и пара магнитов. Верхний специально раскрашен. Продаются они в этом китайском магазине .
Двигая нижний магнит, верхний начинает вращаться и, надо признать, весьма быстро. Но никакого чуда здесь конечно нет, скорее чистая механика. Все очень просто: верхний магнит лежит на выпуклой поверхности и, соответственно, может касаться ее только в одной точке. Когда мы начинаем двигать нижний магнит, верхний стремится следовать за ним, перемещаясь по верхней выпуклой поверхности, так как они связаны между собой магнитными связями.
В начальный момент движеняе он как бы чуть-чуть наклоняется вперед. Тем самым точка касания тоже двигается в направлении движения. Мы получаем, что сзади этой точки масса магнита больше, чем спереди. Так как верхний магнит стремится двигаться за нижним магнитом, он должен либо скользить в этой точке, либо проворачиваться. Потому что ему нужно как-то это массу переместить вперед, что он и делает, потому что сила трения скольжения в этой точке больше, чем сила трения вращения.
Вот такой вот оптимальный способ движения верхний магнит и находит. Вот и всё объяснение.
Такой же эффект лежит в основе вращения магнита в так называемом магнитном шлюзе, который любят демонстрировать любители вечных магнитный двигателей. При этом они на полном серьезе втирают о каких-то магнитных вихрях, которые якобы и вращают это самый магнитик.
Естественно, доверчивые люди, насмотревшись подобных роликов, скорее бегут покупать магниты, чтобы повторить сие чудо. А потом по факту их ждет грандиозный облом, потому что все это крутится лишь до тех пор, пока вы двигаете рукой. Кстати для этого не надо городить какой-то шлюз, подойдет любой магнит, и никаким эфиром тут не пахнет…
Обсуждение
Леон Ярославович
Я конечно понимаю что слово эфир изрядно дискредитировано всяческими околонаучными и откровенно лженаучными изыскателями, мистификаторами и просто мошенниками, НО! Электромагнитные волны – единственный вид волн в Природе, не требующими (как считается) для своего распространения упругой среды.
В то же время перенос энергии электромагнитными волнами прекрасно описывается уравнением Умова-Пойнтинга, выведенным для общего случая поперечных волн в УПРУГОЙ СРЕДЕ. Не кажется ли Вам это немного странным, если неоправданным? Ведь в теории относительности Пункаре, которую так неудачно украл Эйнштейн – эфир таки был! Однако этот выброшенный Эйнштейном эфир (якобы в силу принципа Окамма) все равно полез изо всех щелей его теории. То под названием “ткани пространства-времени”, которая почему-то искривляется (В ЧЕМ, интересно?), то как “физический вакуум”, то как анизотропия т.н. “реликтового излучения”, или вообще уже как Невидимые Фиолетовые Единороги (читай темная энергия и материя), которые составляют ВНИМАНИЕ! 96% массы видимой Вселенной! Более того Эйнштейн и сам позже таки признал что его (цитата) “теория относительности наделяет вакуум физическими свойствами, и потому в этом смысле эфир существует” (погуглите на досуге).
Pravda TyT
Тут к сожалению этого не любят и даже слышать ничего не хотят. Их право конечно, но нельзя быть столь категоричными. Речь идет не о вечном двигателе, а об энергии, которую нужно просто обуздать и всё.
Но нет же, всё дискредитируют, высмеивают, глумятся. Странные люди, время всех рассудит. Но… нельзя вот такими действиями тормозить прогресс, а вы, Игорь, именно этим и занимаетесь, не знаю намеренно или нет, но это так. Вы разоблачаете мошенников, которые намеренно дискредитируют этот вопрос. Они на службе у кукловодов, а вы?
Энергию эту уже обуздали определенные люди, но кукловодам на данном этапе не нужны технологии, которые сделали бы людей независимыми. Им нужны рабы, которых можно легко контролировать.
Воробьев Виталий
Леон Ярославович, так сама среда переноса не обнаружена. Скорость света оказалась постоянной. Эфир как средство переноса электромагнитных волн не найден. Про Пуанкаре хотелось бы поподробнее…если вы преобразования Лоренца (с Планковскими исправлениями) не спутали. СТО и ОТО не на пустом месте родились, принцип относительности Эйнштейн расширил, применив принцип относительности Галилея для электромагнитных взаимодействий. И именно провал опыта Майкельсона-Морли материал для переосмысления практических опытов от отказа от эфира как среды для переноса. Не Эйнштейн стал могильщиком эфира, а невозможность получения данных о его существовании.
Не вылез ни в ОТО ни СТО эфир – как среда переноса … выросло пространство время, темная материя к эфиру не причем, это пока теория но полученная из астрофизических расчетов, люди пытаются ее обнаружить … возможно скоро обнаружат, а возможно откажутся от этой теории. Эфир как среда колебания которой переносят свет умер безвозвратно….как и энергия из него, после получения эффекта Казимира.
Andrew Solovjeff
2 месяца назад
Воробьев Виталий, Приехали. По-моему эффект Казимира как раз во всей красе подтверждает существование эфира.
ФОТО: Сергей Крикалёв // wikipedia.org/NASA
О депрессии в космосе и зубной боли, а также о Чебурашке-индикаторе невесомости НСН рассказал один из самых известных российских космонавтов.
12 апреля в России и других странах мира отмечается День космонавтики. В этот день 56 лет назад космонавт Юрий Гагарин совершил первый в истории человечества полёт на орбиту. Ему удалось за 108 минут облететь Землю, поле чего приземлиться в Саратовской области. Свои поздравления всем причастным к космической отрасли направил президент РФ Владимир Путин.
В честь праздника Герой Советского Союза, Герой Российской Федерации, космонавт Сергей Крикалёв побывал в гостях утреннего шоу «Подъёмники» на «НАШЕм Радио». О традициях, наградах и рекордах, читайте только на НСН .
О Дне космонавтики
Сергей Крикалёв: Сегодня уже было традиционное мероприятие – возложение цветов к Кремлёвской стене, так мы отдаём память и Королёву, и Гагарину, и тем космонавтам, которые погибли, исследуя космос. Сейчас немножко побуду с вами, а потом обратно на работу.
О фильме «Белое солнце пустыни»
Сергей Крикалёв: Космонавты продолжают смотреть этот фильм перед космическим стартом, пребывая на площадке. Как гласит легенда, началось это случайно. Космонавты перед длительным полётом пребывают на карантине, находятся в относительно замкнутом пространстве, издавна люди привозили туда фильмы. Этот фильм перед стартом крайним показывали, потом случайным образом это совпало, потом был другой фильм, после чего последовал не очень успешный полёт. Все сказали: «Наверное, это примета. Лучше посмотреть, потому что в прошлый раз смотрели - всё было хорошо». Так и возникла традиция. Эту историю мне рассказывал Алексей Архипович Леонов. Иностранные космонавты тоже смотрят, сейчас появилась версия этого фильма с английскими субтитрами.
Об изучении космоса
Сергей Крикалёв: Развитие космоса идёт волнами: в какой-то момент идёт более быстро, в какой-то момент замедляется. Нам, кто занимается этим делом, хотелось бы, чтобы развитие шло быстрее, потому что в какие-то моменты есть резкие прорывы, потом кажется, что мы топчемся на месте, хотя на самом деле идёт подготовка новых методик. Работа двигается.
О рекордах
Сергей Крикалёв : Я приземлился в 2005 году и 10 лет этот рекорд держался. У меня не было цели установить рекорд длительности полётов. Это не самоцель, это то, что получается в процессе нормального полёта. Существует такая традиция: каждый рекордсмен приходит поздравлять следующего, чтобы продвигать эту планку дальше. Точно так же и я вспомнил эту традицию и, спустя 10 лет, пришёл поздравить Геннадия Падалку с тем, что он достиг этого результата. (Сергей Крикалёв - рекордсмен Земли по суммарному времени пребывания в космосе: с октября 2005 до июня 2015 года - 803 дня за шесть стартов прим. НСН )
О полёте к космической станции
Сергей Крикалёв : От старта до выхода на орбиту меньше 10 минут, дальше медленными и осторожными импульсами идёт процесс сближения. Когда-то это сближение занимало сутки, потом было принято решение, что лучше перейти на двухсуточную схему, чтобы более экономично тратить топливо, проще планировать можно выдачу команд. С развитием компьютерной техники, с возможностью проводить вычисления не на Земле, а на борту, начали обсуждать, что было бы хорошо лететь к станции поближе и покороче. Несколько лет назад отработали методику полёта по короткой схеме (четырёхвитковой), она занимает 6 часов.
О полёте в шаттле
Сергей Крикалёв : NASA даёт награду тем, кто что-то сделал. Я был первый, кто летал на шаттле [по российско-американской программе], что было необычно и для нас, и для американцев. Система подготовки к полёту на шаттле отличается, потому что мы готовимся к длительному полёту, а они к короткому, поэтому у них возможность повторения отдельных элементов выше. Сравнивая полёты на шаттле и на корабле «Союз», мы нашли такую аналогию, что наш корабль – это малолитражка, а шаттл – это грузовик с большой кабиной и местом, где поспать. В кабине шаттла ты живёшь 7-10 дней, а на маленькой машинке ты прилетаешь в большую лабораторию, в более комфортное место проведения экспериментов и жизни.
О грусти на борту
Сергей Крикалёв : Если говорить про депрессию в полном смысле этого слова, то до этого стараемся не доводить. Грусть и депрессивное состояние – это немножко разное. Депрессия – медицинский диагноз, который требует лечения. У нас отбирают относительно здоровых людей, которые так просто в депрессию не впадают. Понятно, что иногда бывает грусть, потому что ты длительное время находишься в командировке в замкнутом пространстве, далеко от близких и друзей. Но вид Земли настолько красив, что даже в длительных полётах время, проведённое в космосе настолько дорого, что стараешься в свободную минуту полюбоваться на Землю.
О фильмотеке на станции «Мир»
Сергей Крикалёв : У нас были периоды, когда мы брали с собой одну-две любимые кассеты, чтобы их слушать. Потом нам начали поставлять кассеты с фильмами. На станции «Мир» собралась целая фильмотека. Потом появились диски. Сейчас такой необходимости нет, его могут закачать.
О космической еде
Сергей Крикалёв : Когда мы прибыли для подготовки полёта на шаттле, была процедура апробация рациона питания. Когда я первый раз попробовал, американская пища показалась более специфической, я бы назвал деликатесом. Это как колбаса, которую накрывают на стол в праздники, но в обычный день ей не питаются. Вот у американцев был больше уклон к такой пище, которой человека можно побаловать, хотя и у нас, и у американцев есть ограничения, так как еда не должна портиться, хранясь без холодильника, и должна быть лёгкой. Существует стереотип, что космонавты едят еду из тюбика.
О талисманах
Сергей Крикалёв : Есть небольшой груз, который человек может взять с собой в космос на полгода. Только этот груз ограничивается 1-1,5 килограмма – и ни в чём себе не отказывай. Разрешается брать талисман. Сейчас есть нововведение – игрушка, которая болтается на люке. Это не просто талисман, это индикатор невесомости. Ну и, как правило, один человек из экипажа берёт [талисман]. Когда я летал командиром, я аннексировал у дочки какого-то Чебурашку.
О медпомощи в космосе
Сергей Крикалёв : Когда летает небольшой экипаж, каждого из нас готовят как медбрата. Какую-то помощь друг другу оказать можем. Когда начали работать с американцами даже немного расширился этот диапазон медицинской помощи, вплоть до того, что их учат накладывать швы. У нас есть набор стоматологического инструмента. Понятно, что квалифицированную помощь оказать невозможно, но положить временную пломбу или вырвать зуб можно. В невесомости это не очень приятно, но сделать можно.
О том как стать космонавтом
Сергей Крикалёв : Всё это вероятностные вещи, многое зависит от конкретного человека. Здесь много зависит от личных качеств, настойчивости, способностей. Да, хорошо бы иметь образование, но при этом нужно иметь хорошее здоровье, потому что работа в стрессовых условиях.
12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Гагарин широко улыбнулся, сказал: «Поехали!» и стал первым человеком, который совершил полёт в космос. С тех пор в этот день во всём мире отмечают День космонавтики, а за рубежом этот день называют Международным днём полёта человека в космос.
Наши коллеги из новосибирского портала НГС вместе с Центром подготовки космонавтов им. Ю. А. Гагарина и российским космонавтом-испытателем Олегом Блиновым подготовили тест с 11 сложными вопросами о подготовке пилотов, быте в космосе и немного - об истории космических полётов.
Пройдите тест и узнайте, возьмут ли вас к звёздам.
1. Начнём с простого. Кандидаты проходят антропометрический отбор: им измеряют рост, вес, обхват груди и даже максимальное расстояние между углами подмышечных впадин. Угадайте, какое ограничение на размер ступни существует в Центре подготовки.
- Ограничений нет, размер обуви может быть любым.
- Корабли маленькие, там тесно - человеку с размером обуви больше 43-го там нечего делать.
- Думаю, до 45-го размера точно берут.
2. Перед полётом российские экипажи традиционно смотрят советский фильм Владимира Мотыля «Белое солнце пустыни». Почему именно его?
- Роскосмос купил право показывать этот фильм.
- По исследованию психологов, именно этот фильм помогает эмоционально разгрузиться перед стартом.
- Космонавты на борту обязаны вести видеохронику. На примере фильма их учат операторскому и режиссёрскому мастерству.
3. Итак, вы успешно прошли обучение и отправились на орбиту. Сколько раз за 24 часа вы встретите рассвет?
- Сколько часовых поясов - столько и рассветов, то есть 24.
- Пальцем в небо, но пусть будет 16 раз.
- Рассвет один, что на Земле, что в космосе.
4. Перед вами перчатка, которую надевают космонавты перед выходом в открытый космос. Что определяют
космонавты по значениям в таблице на рукаве перчаток?
5. На Байконуре есть день, когда не проводятся старты. Какая это дата и почему?
6. Космонавтам можно брать с собой любую еду и напитки, кроме алкоголя. Ни за что не догадаетесь почему!
- Потому что пьяным за штурвал нельзя!
- Алкоголь легко воспламеняется, а пожар на борту - страшное происшествие.
- Чтобы в космосе не было конфликтов между космонавтами - алкоголь их подогревает.
7. Вы оставили весь свой винный бар дома, но на вашем космическом корабле всё равно что-то загорелось. Как в космосе тушат пожары?
- Нужно срочно спускаться на Землю!
- На МКС есть на этот случай огнетушители.
- Чтобы огонь быстро потух, нужно перекрыть кислород - разгерметизировать корабль.
8. Международная космическая станция нуждается в регулярном пополнении запасов. Многоцелевые модули снабжения для МКС доставляют на станцию необходимое научное оборудование и другие грузы. Их три, и у каждого есть имя. Угадайте, как их назвали.
- В честь известных космонавтов - «Гагарин», «Терешкова» и «Титов».
- Как черепашки-ниндзя - «Леонардо», «Рафаэль» и «Донателло»!
- Их назвали по размерам: «Малыш», «Универсал» и «Здоровяк».
9. Как невесомость влияет на тело космонавта?
- Позвоночник распрямляется - космонавт может подрасти на 5–8 сантиметров.
- Во время полётов у космонавтов перестаёт стареть кожа.
- Уменьшается стопа: человек не ходит, давления на стопу нет, вот она и сужается.
10. Эту странную серую вещь берёт с собой каждый космонавт. Что это и для чего нужно?
11. И напоследок - немного истории космонавтики. Сколько дней длилось самое продолжительное пребывание человека в космосе?
- 365 дней. Больше года находиться в маленьком замкнутом пространстве вредно для психики.
- На МКС космонавты жили ровно два года.
- Помню нашего космонавта, который пробыл на корабле год и два месяца.
Текст: Дарья Винокурова
Фото: ЦПК им. Ю. А. Гагарина, NASA, pixabay.com, Роскосмос
