A medida que la Tierra gira, ¿qué material se producirá en el núcleo de la Tierra para convertirla en un campo magnético?
Un campo magnético sólo se puede generar cuando se mueven cargas o corrientes. Por lo tanto, el campo magnético de la Tierra debería estar relacionado con la estructura cargada eléctricamente dentro de la Tierra. Sin embargo, todavía hay un pequeño rango de movimiento a baja velocidad entre los polos norte y sur del campo magnético terrestre, lo que indica que el campo magnético terrestre no sólo es causado por la rotación de las partes cargadas eléctricamente del interior de la Tierra, sino que También debería haber corrientes internas relativamente estables dentro de la Tierra. Entonces, ¿por qué el interior de la Tierra está cargado de manera estable durante mucho tiempo y por qué hay una corriente interna relativamente estable?
Según el análisis, el radio del manto interior de la Tierra es de unos 2.900 kilómetros, la temperatura es de unos 1.500 ~ 3.000 grados Celsius y la presión es de unas 500.000 ~ 15.000 atmósferas. A unos 3.500 kilómetros, la temperatura es de unos 5.540 grados centígrados y la presión es de unas 350 diez mil atmósferas. En términos generales, la carga positiva y la carga negativa de cada átomo que constituye un objeto macroscópico son equivalentes, de modo que el objeto macroscópico neutralizado queda sin carga. Sin embargo, dado que los materiales del núcleo y del manto inferior están sujetos a enormes presiones y altas temperaturas, el autor cree que la idea de que los objetos macroscópicos no pueden cargarse de forma estable y espontánea a temperatura normal y baja presión ya no será válida, es decir, bajo Debido a la alta presión dentro del cuerpo celeste, todos los materiales serán iones con diferentes cargas. Es imposible "igualar" el plasma de alta temperatura y el plasma de baja temperatura.
Los experimentos de generación de energía mediante fluidos magnéticos muestran que a temperaturas superiores a varios miles de grados, los electrones de unos pocos átomos de una sustancia pueden superar las limitaciones de la fuerza gravitacional del núcleo atómico y convertirse en electrones libres. . Este estado se llama estado de plasma de baja temperatura. La temperatura del núcleo terrestre es de aproximadamente 5540°C. Una temperatura tan alta inevitablemente hará que unos pocos átomos en el núcleo de la Tierra superen las limitaciones de la gravedad nuclear y se conviertan en electrones libres. Al mismo tiempo, el pequeño número de átomos que forman el núcleo de la Tierra pierden electrones y se convierten en iones cargados positivamente. En condiciones de baja presión, los átomos que han perdido electrones y los electrones libres que han superado las limitaciones gravitacionales del núcleo suelen existir en estado de plasma. Debido al movimiento gravitacional y térmico del núcleo, los electrones libres no pueden separarse de los átomos. que han perdido electrones durante mucho tiempo. Cuando la materia existe en un estado muy denso bajo presión ultra alta, los electrones que han superado las limitaciones gravitacionales del núcleo atómico tenderán a flotar hacia la unión del núcleo y el manto bajo la influencia de la enorme fuerza de compresión generada por la presión. del núcleo terrestre. Esto da como resultado una separación a largo plazo de los electrones libres que han superado las limitaciones gravitacionales del núcleo atómico y de los átomos que han perdido electrones. Este fenómeno se llama efecto termoeléctrico. Debido a que el número total de átomos en el núcleo es tan grande, se puede generar una gran cantidad de cargas separadas.
La probabilidad de distribución de que la nube de electrones más externa de un átomo sea repelida por los electrones de los átomos vecinos. Dado que el material en el núcleo está bajo una gran presión, la densidad del material es muy alta y la repulsión electrostática de los electrones en los átomos adyacentes también es relativamente fuerte, la nube de electrones en la capa más externa del átomo perderá parcialmente el espacio para se mueven alrededor del núcleo, lo que hace que los electrones en la capa más externa del átomo La distribución se expanda hacia el exterior del átomo. A diferencia de los electrones libres de los metales, que pueden moverse libremente bajo presión normal, los electrones que han perdido el espacio de movimiento alrededor del núcleo bajo presión ultraalta no pueden moverse libremente entre otros átomos adyacentes en el núcleo de la Tierra. Debido a que la presión de todo el núcleo es alta, la probabilidad de distribución de la nube de electrones más externa de un pequeño número de átomos en el núcleo se extenderá hasta la unión del núcleo y el manto, e incluso hasta el manto medio y superior. donde la presión es baja. Bajo presión, algunos de los electrones en estado de electrones libres en el núcleo tienden a distribuirse cerca de la interfaz entre el núcleo y el manto, e incluso en la parte superior del manto, haciendo que el núcleo macroscópico esté en un estado positivo y la interfaz. entre el núcleo y el manto y la parte superior del manto en estado negativo, es decir, se produce el efecto termoeléctrico.
El estado fundamental de un átomo suele estar en un nivel de energía profundamente negativo. Una presión débil no puede excitarlo ni ionizarlo, pero una presión fuerte cambiará la capa más externa del átomo en forma de reducción del espacio de movimiento. la nube de electrones más externa del átomo. Probabilidad de distribución de la nube de electrones.
Dado que el estado de menor energía ha sido ocupado por otros electrones, la nube de electrones más externa del átomo sólo puede expandirse hacia afuera, de modo que la probabilidad de distribución de la nube de electrones más externa del átomo puede extenderse hasta la unión del núcleo y el manto o incluso hasta la parte media y superior del manto se pueden formar capas de electrones justo más allá de la interfaz entre el núcleo y el manto.
El efecto piezoeléctrico térmico en los cuerpos celestes consiste principalmente en exprimir los electrones separados de los átomos fuera del área de alta presión dentro del cuerpo celeste. Si los electrones no se separan de los átomos, será difícil sacarlos del área de alta presión dentro del cuerpo celeste.
Considere el núcleo de la Tierra como un enorme núcleo atómico cargado positivamente, y piense en la capa de electrones cargada negativamente que cubre todo el núcleo más allá de la unión del núcleo y el manto como un enorme gas de electrones cargado negativamente. océano. La carga positiva del núcleo de la Tierra es igual a la carga negativa de la capa de electrones que rodea el núcleo, dejando la superficie macroscópica neutralizada de la Tierra sin carga. La gravedad específica del gas de electrones es muy pequeña. Bajo la fuerte fuerza de flotabilidad generada por la interacción de presión ultraalta y alta temperatura, los electrones en estado iónico en el núcleo superan el efecto de Coulomb del núcleo y tienden a flotar fuera del núcleo. El efecto de flotabilidad se equilibra con el Coulomb. Efecto de todos los átomos del núcleo que han perdido electrones. En el lugar, cerca de la interfaz entre el núcleo y el manto, se forma una capa de electrones que cubre el núcleo. El núcleo de la Tierra y la capa de electrones se consideran un enorme "átomo", y la generación del campo magnético de la Tierra está relacionada con la existencia de este enorme "átomo".
Cabe destacar que debido a la fluctuación de los electrones, la posición de distribución de cada electrón que flota fuera del núcleo no es fija, sino que tiene un rango determinado, y su rango de flotación puede incluso extenderse hasta la Tierra. La superficie, es decir, la superficie de la Tierra, probablemente esté cargada negativamente y debería haber un gradiente de potencial mensurable a nuestro alrededor, pero de alguna manera no es así.
Debido a la existencia del océano de gas de electrones, se crea la capa límite entre el núcleo y el manto. Los científicos estadounidenses descubrieron mediante observaciones experimentales que la rotación del núcleo terrestre no está sincronizada con la corteza y el manto. El área de contacto entre el núcleo y el manto de la Tierra es muy grande. Según el "sentido común", la fricción generada en la superficie de contacto entre el núcleo de la Tierra y el manto lleno de magma líquido debería ser muy grande, suficiente para sincronizar el movimiento relativo entre el núcleo masivo y el manto en unas pocas horas o minutos. La energía cinética de su movimiento relativo se convierte en energía térmica y ondas de choque, y al mismo tiempo genera enormes vibraciones en el interior de la Tierra. Debido a que el espesor de la corteza terrestre es de sólo unas pocas decenas de kilómetros, la energía cinética del núcleo y el manto de la Tierra es suficiente para atravesar la corteza terrestre y generar enormes ondas de magma directamente a la atmósfera. El núcleo puede no estar sincronizado con el manto durante cientos de millones de años. ¿Por qué?
Es bien sabido que cuando los átomos interactúan para formar iones o moléculas, existe una tendencia a obtener configuraciones estables especiales, la más importante de las cuales es la estructura del gas noble. En general, los elementos con una estructura de gas no inerte solo se pueden combinar en moléculas a través de átomos para formar una estructura de gas inerte. Sin embargo, en la capa de electrones donde existe una gran cantidad de electrones en estado libre, los átomos a menudo se combinan directamente con los electrones. para formar elementos cargados con una estructura de gas inerte, dejando el sistema en un estado de energía relativamente baja. Los átomos se combinan directamente con los electrones en su estado libre para formar partículas cargadas con una estructura de gas inerte, lo que da como resultado que una gran cantidad de átomos en la capa de electrones se encuentren en una configuración estable especial de iones negativos. El efecto de protección electrostática de una gran cantidad de electrones en la capa electrónica también hará que los átomos de la capa electrónica pierdan interacción y no puedan combinarse entre sí para formar moléculas.
Según la teoría de la mecánica cuántica, la disposición de los electrones presentes en los orbitales atómicos de una estructura de gas noble no es arbitraria. Los electrones tienden a estar compuestos por electrones libres con espines paralelos y opuestos. No hay aniones metálicos con estructura de gas noble a temperatura y presión normales, pero debido a la existencia de la capa de electrones, la interfaz entre el núcleo y el manto está llena de aniones con estructura de gas noble como el hierro y el níquel. Los elementos con electrones como el hierro y el níquel tienen propiedades muy especiales. Como no hay interacción entre los elementos, la fricción generada durante el movimiento relativo es muy pequeña. Las sustancias con iones negativos, como el hierro y el níquel, con estructura de gas inerte, son como el helio líquido superfluido. Bajo la condición de que la superficie de contacto entre el núcleo y el manto esté llena de lubricante superfluido, incluso si el movimiento de rotación del núcleo no está sincronizado con el manto, la fuerza de fricción generada en la superficie de contacto entre el núcleo y el manto es insignificante. . Debido a la superfluidez del material de iones negativos con una estructura de gas noble, el material en la parte inferior de la capa de electrones no gira sincrónicamente con el manto o el núcleo.
Existe evidencia de que la velocidad de rotación de la corteza y el manto cambiará bajo la influencia de muchos factores, pero algunos factores que afectan la velocidad de rotación de la corteza y el manto no tienen el mismo impacto en la velocidad de rotación. movimiento del núcleo. Además, debido a la atracción gravitacional del Sol y la Luna, así como a la falta de homogeneidad de la energía nuclear liberada cuando los alótropos estables en el núcleo de hierro y el núcleo de cobalto en el núcleo de la Tierra experimentan reacciones nucleares de transformación alótropa a alta temperatura. y alta presión, la Tierra está cubierta. Hay grandes diferencias de temperatura en diferentes áreas de la capa de electrones en la superficie del núcleo, lo que provoca un movimiento direccional a gran escala de materiales de iones negativos en la parte inferior de la capa de electrones. La enorme tormenta de material de iones negativos es insignificante para el núcleo y el manto. Sin embargo, debido a la tormenta de hierro, níquel y otros iones negativos metálicos en el océano de gas de electrones, una gran cantidad de material en el núcleo y el manto de la Tierra se intercambia constantemente con el material en el fondo de la capa de electrones, lo que tiene diferentes efectos. sobre el movimiento de rotación del núcleo y el manto de la Tierra. Dentro de unos miles de millones de años, los movimientos de rotación entre el manto y el núcleo ya no estarán sincronizados. Por tanto, no sorprende que los movimientos de rotación del manto y el núcleo no estén sincronizados.
No es difícil imaginar que los alótropos estables en el núcleo de hierro y el núcleo de cobalto en el núcleo de la Tierra se liberen durante el proceso de reacción nuclear de transformación alótropa bajo la atracción gravitacional del Sol y la Luna y la La acción de la alta temperatura y presión La falta de homogeneidad de la energía nuclear producida provocará enormes fluctuaciones en la densidad y distribución del material superfluido de la capa de electrones, y la resultante tormenta de materiales de iones negativos en la parte inferior de la capa de electrones entre el núcleo y el núcleo. El manto será muy fuerte. Las tormentas producirán poderosos campos electromagnéticos alternos.
El exceso de electrones en la capa electrónica se considera electrones súper libres. Debido a la presencia de una gran cantidad de electrones superlibres y electrones libres, según la teoría electrónica clásica de la conducción de metales, la resistencia de la capa de electrones está conectada por la interacción inherente de Coulomb entre los átomos de la capa de electrones y los super -electrones libres. Cuando los electrones súper libres y los electrones libres se mueven direccionalmente bajo la acción de un campo eléctrico externo, los electrones súper libres no transferirán la energía del movimiento direccional a los materiales atómicos en la capa electrónica a través de la interacción electromagnética y el movimiento térmico irregular de Los materiales atómicos que componen la capa electrónica no afectarán el movimiento direccional de electrones súper libres bajo la acción de un campo eléctrico externo. Entonces, la capa de electrones entre el núcleo de la Tierra y el manto es una capa superconductora de alta temperatura sin resistencia.
Según la teoría de la mecánica cuántica, los electrones fluctúan. Cuando los electrones súper libres con fluctuaciones se propagan en la capa electrónica, su longitud de onda es mucho mayor que la longitud de onda de los electrones libres en la capa electrónica y no serán dispersados (o segregados) por sustancias atómicas en la capa electrónica. -Los electrones libres en la capa electrónica no se verán obstaculizados. Por tanto, la longitud de onda de la resistencia "intrínseca" en la capa de electrones es muy diferente de la de sus propios electrones libres.
Según la teoría de la mecánica cuántica, la disposición de los electrones presentes en los orbitales atómicos de una estructura de gas noble no es arbitraria. Los electrones superlibres tenderán a estar compuestos por pares de electrones paralelos y opuestos. giros. Piense en el núcleo y la capa de electrones como un enorme "átomo". Una gran cantidad de electrones súper libres en la capa de electrones formarán una gran cantidad de pares de electrones, lo que puede reducir la energía del sistema y formar una combinación estable. Por lo tanto, la gran cantidad de electrones súper libres en la capa electrónica tenderá a formar configuraciones de pares de electrones. Dado que la masa inercial del par de electrones es muy pequeña, su movimiento térmico no intercambia energía térmica con los átomos de la capa electrónica. En otras palabras, el movimiento térmico de los pares de electrones formados por electrones superlibres no se ve afectado por el movimiento térmico de los átomos de la capa electrónica. Por lo tanto, si se utiliza una gran cantidad de electrones súper libres y/o pares de electrones súper libres en la capa de electrones para transmitir energía del campo electromagnético, la resistividad de la capa de electrones será inversamente proporcional a la densidad de los pares de electrones formados por los electrones súper libres. -Electrones libres en la capa de electrones. Debido al enorme volumen del núcleo terrestre y a la temperatura y presión relativamente altas, la densidad de pares de electrones súper libres compuestos de electrones súper libres en el océano de gas de electrones es extremadamente alta debido al efecto piezoeléctrico térmico y a la conductividad de la capa de electrones es extremadamente alta, lo que puede denominarse superconductividad de alta temperatura. El campo magnético de la Tierra también forma polos magnéticos norte y sur con una intensidad de campo magnético relativamente estable.
Como se mencionó anteriormente, la atracción gravitacional del Sol y la Luna y la liberación desigual de energía nuclear dentro del núcleo de la Tierra causarán enormes fluctuaciones en la densidad y distribución de la materia superfluida en la capa de electrones, la tormenta resultante de materia de iones negativos entre las capas de la Tierra. El núcleo y el manto también producirán potentes campos electromagnéticos alternos, que cambiarán la distribución de la corriente en la capa de electrones y provocarán un movimiento a baja velocidad de los polos magnéticos norte y sur del campo magnético de la Tierra. Ha causado los polos magnéticos norte y sur de la Tierra muchas veces a lo largo de la historia.
Las observaciones astronómicas muestran que tanto el Sol como Júpiter tienen fuertes campos magnéticos. La intensidad del campo magnético de Júpiter es entre 20 y 40 veces mayor que la de la Tierra. Los elementos del Sol y Júpiter son principalmente hidrógeno y una pequeña cantidad de elementos ligeros como helio y oxígeno. No contienen una gran cantidad de elementos ferromagnéticos, mientras que la tierra contiene una gran cantidad de elementos ferromagnéticos como hierro, cobalto, y níquel. Entonces, ¿por qué el Sol y Júpiter tienen campos magnéticos más fuertes que la Tierra?
Como todos sabemos, el radio del núcleo de la Tierra es de unos 3.500 kilómetros, la temperatura es de unos 5.540 grados centígrados y la presión es de unos 3,5 millones de atmósferas. La temperatura dentro de Júpiter es de unos 30.000°C y la presión es mucho mayor que la del interior de la Tierra. La presión y la temperatura dentro del Sol son aún mayores. El efecto piezoeléctrico térmico puede crear capas de electrones más amplias dentro del Sol y Júpiter, que tienen cargas mucho mayores que dentro de la Tierra. Además, Júpiter gira rápidamente, con un tiempo de rotación de 9 horas, 56 minutos y 30 segundos. La velocidad lineal de la capa electrónica interna de Júpiter también es mucho mayor que la del interior de la Tierra, y la intensidad de su campo magnético es naturalmente mucho mayor que la de la Tierra.
De hecho, si la temperatura interna de un cuerpo celeste excede el punto Curie del hierro, cobalto y níquel, la intensidad del campo magnético del cuerpo celeste no tiene nada que ver con si contiene elementos ferromagnéticos como hierro, cobalto y níquel, porque por encima de la temperatura del punto de Curie, sus propiedades ferromagnéticas sufren un cambio brusco y luego se transforman en elementos paramagnéticos.
Precisamente porque la presión y la temperatura dentro del Sol y Júpiter son mucho más altas que las de la Tierra, los campos magnéticos del Sol y Júpiter son mucho más fuertes que los de la Tierra. Marte y Mercurio tienen campos magnéticos más débiles que la Tierra, lo que significa que la presión y la temperatura dentro de Marte y Mercurio son mucho más bajas que las de la Tierra.
Además, dado que los neutrinos tienen momentos magnéticos, el campo magnético de un cuerpo celeste también puede estar relacionado con el número de neutrinos fríos capturados por su gravedad. Como todos sabemos, en el universo hay una gran cantidad de neutrinos, algunos de los cuales se mueven a velocidades relativamente bajas y pueden ser capturados por la gravedad de los cuerpos celestes y acumularse en su interior. En el caso de cuerpos celestes con fuerte gravedad, se capturarán más neutrinos fríos en su interior. Si los neutrinos fríos se combinan para formar materia oscura con una estructura estable dentro del cuerpo celeste mediante una interacción débil, pueden disponerse en una cierta dirección ordenada dentro del cuerpo celeste porque no se ven afectados por el movimiento térmico de la materia "brillante", y un magnético También se generará un campo de cierta intensidad.
Referencia:
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El campo geomagnético es generado por el campo magnético principal de la Tierra debido a la energía de información de los fotones absorbida y Se emite alrededor de la Tierra. La diferencia es que existe un problema de flujo de energía de información de fotones y campo eléctrico. Debido a la rotación y revolución de la Tierra, la densidad de energía de la información de los fotones en un mismo lugar cambia con el tiempo, por eso se dice que se produce un campo magnético, a menudo llamado campo geomagnético. La generación del campo geomagnético es diversa y compleja. , pero el factor principal es la rotación y revolución de la tierra. Este es el campo magnético principal.
El problema de la declinación geomagnética en la dirección del campo geomagnético es el resultado de la interacción entre la rotación y la revolución de la Tierra. La línea que conecta los polos del campo geomagnético no es ni la dirección del eje de rotación de la Tierra ni la dirección del eje de revolución de la Tierra. Dado que el principal campo magnético de la Tierra es causado por la rotación y la revolución, la línea que conecta los polos del campo magnético de la Tierra debe apuntar en una dirección entre el eje de rotación y el eje de revolución de la Tierra. Debido a las diferentes relaciones de rotación y revolución, el ángulo de desviación también cambiará.
En la actualidad, la Tierra en su conjunto está cargada negativamente, absorbiendo principalmente información de los fotones alrededor de la Tierra. Sin embargo, debido a las diferentes temperaturas de la superficie, la capacidad de irradiar información de fotones también es diferente. En algunos lugares, la energía de los fotones emitidos y absorbidos por unidad de tiempo es diferente, es decir, los valores de intensidad del campo eléctrico son diferentes y existen anomalías geomagnéticas. En algunos lugares, incluso hay una gran cantidad de energía que emite información fotónica, que macroscópicamente se expresa como unidad de tiempo. La energía de la información de los fotones emitidos es mayor que la energía de la información de los fotones absorbidos y se expresa localmente como la intensidad del campo eléctrico de las cargas positivas. Debido a la rotación y revolución de la Tierra, el gradiente temporal de la energía de la información de los fotones es diferente e incluso opuesto a la norma. Es decir, la dirección anormal de algunos campos geomagnéticos será opuesta a la dirección habitual.
Nos resulta más fácil entender los cambios de polos geomagnéticos. Debido a algún factor, la proporción entre la información de los fotones absorbida por la Tierra y la información de los fotones emitida cambia repentinamente, es decir, la energía de la información de los fotones emitida por la Tierra es mayor que la absorbida. El flujo de energía de información fotónica que rodea la Tierra se dirige en sentido contrario a ella, del mismo modo que la Tierra tiene una carga positiva. Debido a la rotación y revolución de la Tierra, el campo geomagnético ha cambiado su polaridad. Ahora el polo S se ha convertido en el polo N, y ahora el polo N se ha convertido en el polo S, la Tierra. Si la energía de la información de los fotones emitida por la Tierra durante mucho tiempo es mayor que la energía de la información de los fotones absorbida, entonces la energía de la Tierra seguirá disminuyendo y la manifestación macroscópica es que la temperatura del medio ambiente terrestre es muy baja. .
Tanto el sol como la luna afectan la intensidad y dirección del flujo de fotones provenientes de la tierra. Debido a la rotación de la Tierra, el flujo de fotones traído por el Sol y la Luna cambia la intensidad del campo geomagnético y la dirección del campo geomagnético cambia ligeramente, lo que no afecta la vida normal humana y no atrae la atención de las personas. Es decir, debido a la influencia del sol y la luna, el tamaño del campo geomagnético cambiará más o menos, afectando así el movimiento de los dos polos magnéticos.
De manera similar, la influencia del flujo de fotones del universo también cambiará el tamaño del campo geomagnético y afectará el movimiento de los dos polos magnéticos;