ТОП-10 очень интересных фактов о магнитных полях

Магнитные поля незаметно для нас покрывают все объекты вокруг, начиная от мельчайших частиц до всей планеты. Несмотря на то что человечество изучило это явление, магнитные поля таят в себе ещё много странного и удивительного. Недавние открытия находят магнитные явления там, где раньше их не видели. Редакции TopCafe очень интересны подобные темы, поэтому мы решили разобраться в этом более подробно. С магнитными полями связано много явлений, науке известно множество фактов о магнитных полях. Можно управлять разумом человека и животных, создавать червоточины и даже перевернуть Землю. Но от громких слов перейдём к фактам.

 

Представляем вам десять удивительных фактов о магнитных полях:

 

1

 Магнитные мотыльки

На фото: мотылёк Agrotis infusa. Автор фото: Donald Hobern.

Каждый год весной огромное число мотыльков вида Agrotis infusa, которых называют богонгами, отправляются в путешествие через Юго-Восточную Австралию к пещерам в Австралийских Альпах. Там они проводят лето, а потом вновь возвращаются к родным местам для размножения. Этот путь составляет больше одной тысячи километров.

Это явление исследовал шведский учёный Эрик Уоррант. Он установил, что в полётах мотыльки пользуются глобальным магнитным полем Земли для ориентирования наподобие птиц. Это первый выявленный факт использования магнитных полей у ночных насекомых. Ранее считалось, что для ориентира они используют звёзды и Луну.

Мозг этих насекомых не так развит, чтобы передавать знания о маршруте из поколения в поколение. Учёные в лаборатории выяснили, что кроме магнитных полей, они также используют простые визуальные ориентиры. Они летят по магнитным линиям и простым ориентирам на местности. Но учёные до сих пор в недоумении, как такие простые насекомые способны точно преодолевать такое огромное расстояние и улавливать магнитные поля.

 

2

 Магнитная смена полюсов Земли

На изображении вы видите магнитную аномалию, зафиксированную на высоте 560 км.

Магнитное поле окутывают нашу планету. Магнитное поле Земли также даёт нам защиту от космической радиации и солнечного ветра. Но этот невидимый щит быстро слабеет. Тенденция такова, что полюса планеты могут в скором времени поменяться.

Такое уже происходило не раз в истории Земли. Последний раз это было примерно 780 000 лет назад, а новая инверсия может случиться уже через 40 000 лет. По земным меркам это не так много.

Такие выводы учёным позволила сделать Южно-Атлантическая аномалия магнитного поля Земли (или Бразильская магнитная аномалия). Это огромная территория от Чили до Зимбабве в Африке. В этом месте магнитное поле настолько слабое, что пролетающие спутники, телескопы и другие околоземные объекты нередко перестают функционировать.

Учёные сравнивают это огромное пятно со вмятиной на кожуре апельсина. Разрушительные потоки радиации и ветра из космоса проходят через магнитный разлом, подвергая опасности космические аппараты и электронику.

В 2018 году была обнаружена ещё одна аномалия, на этот раз простирающаяся от ЮАР до Ботсваны. Вот только случалась она далеко в прошлом. Когда фермеры железного века жгли свои глиняные дома, огонь расплавлял магнитные минералы таким образом, что после их остывания можно увидеть направление магнитных линий того времени. В течение 1500 лет локальное электромагнитное пятно то расширялось, то сжималось, ослаблялось или полностью изменяло направление.

Эти сдвиги позволяют предположить, что южно-атлантическая аномалия уже случалась ранее в рамках подготовки к глобальному изменению поля. Если это так, то необычное магнитное пятно под мантией южной части Африки может стать той точкой, с которой начнётся смена полюсов.

 

3

 Отражённый удар солнечного ветра

Скорость Земли в космическом пространстве составляет 108 000 км/час. Наше магнитное поле, словно ножом, разрезает себе путь сквозь космическую радиацию и солнечный ветер. Солнечный ветер чрезвычайно горячий и турбулентный. Раньше учёные считали, что солнечный ветер слабеет до достижения поверхности Земли, но оказалось, всё немного по-другому.

Потоки солнечной радиации завихряются в верхних слоях атмосферы, попадая в магнитные ловушки, а затем отражаются обратно в космос. Если бы магнитное поле не защищало нас, то всё живое на планете давно бы поджарилось. Сильные всплески всё же проникают через атмосферу, вызывая магнитные бури.

Исследуя этот процесс, который называется магнитным пересоединением, учёные хотят разработать защиту для космонавтов, чтобы человек мог перенести дальние полёты в космос к другим планетам.

 

4

 Новая магнитная среда

Астрономам удалось снять процесс противостояния магнитного поля Земли солнечному ветру. Для этого потребовались дополнительные спутники.

Впервые удалось понаблюдать за процессом формирования магнитной защиты Земли. Этот процесс назвали магнитным пересоединением. Процесс представляет собой соединение невидимых магнитных линий противоположных полюсов между собой. Заряженные частицы направляются по линиям вниз. Явление происходило за границей магнитосферы. Новый магнитный процесс назвали электронным магнитным пересоединением.

Астрономы утверждают, что глубокое изучение этого процесса позволит лучше понять устройство Вселенной и пространства и позволит улучшить защиту планеты от радиации.

 

5

 Магнитное поле Земли перемещается

Анимация движения магнитного полюса Землю с 1900 по 2020 годы.

По непонятным причинам магнитное поле Земли медленно перемещается. Это происходит из-за гигантских волн в жидком теле планеты.

На поверхности Земли также есть волны, которые называются волнами Россби. Это движение атмосферы и частиц, волн планеты в западном направлении. Большая часть волн в ядре планеты движется на восток в противопоставлении им. Так формируется общее магнитное поле Земли.

Чтобы проще понять этот эффект, можно представить стакан чая или кофе, который помешали вкруговую. На поверхности образуются неравномерные всплески. Эти всплески на поверхности Земли и есть волны Россби, которые искажают поток внутренних волн, смещая магнитное поле в западном направлении. Смещение происходило на расстояние до 15 километров ежегодно, но с 1990 годов мы учёные наблюдают ускорение движения магнитных полюсов до 55 километров в год.

В последние годы скорость перемещения магнитных полюсов значительно увеличилась. Так в конце 2018 года Северный магнитный полюс Земли переместился в восточное полушарие и направляется от арктического канадского побережья в сторону российской Северной Земли.

 

6

 Второе магнитное поле Земли

Учёные обнаружили, что Земля имеет второе магнитное поле. Первое основное поле создаёт жидкое ядро нашей планеты. Второе поле нашли совершенно случайно, после запуска трёх спутников Европейского космического агентства.

Оказывается, что движение заряженных частиц (ионов) в гидросфере создаёт очень слабое магнитное поле, которое на высоте 300–500 км в 20 тысяч раз слабее основного магнитного поля.

Спутники составили карту приливов и отливов, которые создают второе магнитное поле планеты. И хоть сила его очень слаба, открытие позволит учёным точнее создавать модели перемещения водных масс на планете и эффективнее бороться с изменением климата.

 

7

 Магнитное поле Урана ежедневно меняет полюса

Самой необычной планетой солнечной системы по магнитному полю является Уран. Уникальность его в том, что линия экватора Урана наклонена по отношению к плоскости орбиты планеты на 98 градусов.

Если вращение других планет можно сравнить с юлой, то вращение Урана напоминает шар, который катится в пространстве. Технологический институт Джорджии провёл исследование, которое показало, что ось магнитного поля Урана наклонено на 59° по отношению к оси вращения. Это означает, что полюса на планете меняются ежедневно.

Необычность магнитного поля Урана помог выяснить беспилотный космический корабль «Вояджер-2», который в 1986 году пролетал мимо Урана.

Читайте также: Главные прорывы человечества в истории освоения космоса.

 

8

 Раскрыта тайна «Столпов творения»

Телескоп Хаббл в 1995 году сделал один из самых знаменитых своих снимков «Столпы творения». Это звездообразование в туманности Орла на расстоянии от нас в 7 000 световых лет. До 2018 года учёные не понимали историю создания этого образования. Новые исследования показали поляризационный свет, исходящий от звездообразования. Это означало наличие магнитного поля внутри столпов, которое и удерживает звёздную пыль в такой необычной и красивой структуре.

Хотя, конечно, процесс столпотворения значительно более сложен, чем мы описали. Здесь сошлось сразу несколько благоприятных факторов для создания такой красоты. Редакция ТопКафе советует вам почитать нашу статью о самых интересных теориях во Вселенной.

 

9

 Червоточины для ? полей

Это один из самых удивительных фактов о магнитных полях. Современная физика способна на многое. Помните, как в фантастических фильмах люди преодолевают огромные расстояния с помощью гравитационных червоточин? Червоточиной является искажение в пространстве, когда две точки во времени или пространстве можно соединить. Через эти «кротовые норы» можно преодолевать любые расстояния за короткое время. Герои фильмов так соединял две далёкие точки Вселенной и мгновенно перемещались из одной в другую.

В 2015 году удалось создать червоточину для магнитных полей. И если раньше червоточины считали уделом фантастики, то теперь о них всерьёз заговорили в научных кругах. Более подробно об этом эксперименте вы можете прочитать на Хабре.

 

10

 Управление разумом

С помощью магнитных полей учёные могут управлять разумом. Эта удивительная способность магнетизма была опробована в 2017 году на мышах. Учёным удалось активировать мозговые клетки, которые отвечали за движение тела. Они могли заставить мышей замереть, побежать или поворачиваться.

Этот эксперимент может помочь в лечении многих болезней головного мозга человека, например, болезни Паркинсона. Для биологической ткани магнитные поля не представляют опасности. В эксперименте с мышами им были вживлены магниты в мозг. С помощью других магнитов удалось вызвать возбуждение определённых нейронов мозга, заставляю мышей двигаться в нужном направлении.

 

?

 В заключение

Вот и подошла к концу наша статья про 10 увлекательных фактов о магнитных полях. Надеемся, что всё это время вы провели с удовольствием и узнали для себя много интересного. Как обычно, редакция TopCafe просит от вас интересных комментариев и дополнений к нашей статье. Поделитесь с нами и нашими читателями вашими мыслями о магнитных полях.