Загадка явления магнетизма

The mystery of the phenomenon of magnetism

Aleksey Novikov

Master student in Ryazan State Radioengineering University, Russia, Ryazan

Аннотация. В статье даётся краткое описание фундаментальных взаимодействий. Выдвигается предположение о зависимости магнетизма от внешних космических процессов.

Abstract. The article gives a brief description of the fundamental interactions. Put forward the assumption about the dependence of the magnetism from the outer cosmic processes.

Ключевые слова: фундаментальное взаимодействие; магнетизм; Земля; Солнце; полюс.

Keywords: fundamental interaction; magnetism; Earth; Sun; pole.

Эта статья будет посвящена проявлению одного из известных науке фундаментальных взаимодействий – магнетизму. До недавнего времени, физике было известно четыре фундаментальных взаимо­действия: электромагнитное, сильное, слабое, и гравитационное. Каждое из этих четырёх взаимодействий характеризуется наличием частиц обмена – квантов [6]. То есть, фундаментальное взаимо­действие, это обмен частицами между взаимодействующими объектами. Электромагнитное взаимодействие – это обмен фотонами, сильное – глюонами, слабое – промежуточными векторными бозонами, гравитационное – квантами гравитации гравитонами, которые пока существуют гипотетически, так как они не были обнаружены. Все из перечисленных квантов, кроме промежуточных векторных бозонов, имеют нулевую массу. Промежуточные векторные бозоны массивны, что объясняется нарушением симметрии.

Электромагнитные и слабые взаимодействия в физике описаны одной теорией электрослабых взаимодействий [4]. На обычных энергиях они очень различаются, но при энергиях выше энергии объединения (порядка 100 ГэВ) они соединяются в единое электрослабое взаимо­действие. В теории электрослабых взаимодействий постулируется, что электромагнитные и слабые взаимодействия являются различными проявлениями одной силы.

В 2012 году была обнаружена новая частица [6], названная бозоном Хиггса, которая является также переносчиком взаимодействия между кварками и между лептонами, поэтому можно говорить об открытии пятого фундаментального взаимодействия. Бозон Хиггса также массивен.

Магнетизм, наряду с электричеством, является формой электромагнитного взаимодействия. Магнетизм стал известен людям задолго до начала Новой эры. Однако его природа является загадкой до сих пор. В древние времена, магнетизм считали явлением мистическим. Однако, позже, природе магнетизма стали искать научное объяснение. Примером такого научного объяснения является гипотеза Ампера, согласно которой, магнитные свойства любого тела определяются замкнутыми токами внутри него. То есть, держащийся на двери холодильника магнит, держится благодаря токам, протекающим внутри металла, благодаря тому, что происходит в микромире. В предисловии к своему Трактату об электричестве и магнетизме, британский учёный Джеймс Клерк Максвелл обращает внимание на многочисленность и сложность разных отраслей науки [1, с. 11], на особую важность науки об электричестве, как на подспорье в истолковании Природы. Планета Земля считается постоянным магнитом. Здесь нужно сделать оговорку, что это постоянство относительно, так как наука утверждает, что наша планета переживала на своём веку инверсии магнитного поля. Предположи­тельно, последняя переполюсовка произошла около 780 тысяч лет назад [3]. Никакой периодичности в сменах магнитных полюсов Земли не обнаружено. Магнитные полюса Земли не совпадают с географи­ческими, и в отличие от географических, заметно подвижны. Подвижность магнитных полюсов наводит на интересное предполо­жение, которое будет высказано чуть ниже. Магнитное поле Земли считается следствием процессов, происходящих внутри Земли, в земном ядре. Размышляя об этом, можно усмотреть взаимосвязь магнетизма и гравитации, так как электроны, переносчики тока (а ток – это упорядоченное движение заряженных частиц, то есть, электронов), являются частью атомов, вращающимися вокруг атомных ядер, подобно тому, как планеты звёздных систем вращаются вокруг своих центров, то есть, небесных светил. Однако, магнетизм и гравитация, с точки зрения физики, являются проявлениями разных фундаментальных взаимодействий. Здесь можно отметить, не ссылаясь ни на одну из современных теорий, что во Вселенной всё связано со всем, так или иначе, прямо или опосредованно. Вопрос прямоты или опосредованности того или иного явления Природы тоже неоднозначен и зависим от состояния науки и человеческой мысли. Размышления и предположения, высказываемые далее, касаемы в большей степени, конкретно, явления магнетизма.

Итак, если магнитные свойства физических тел определяются внутренними токами, можем ли мы задаться вопросом, а чем же определяются эти внутренние токи? Можем ли мы предположить, что явления микромира и макромира не только взаимосвязаны, а являются следствием одного из другого? Научные представления об окружающем нас космосе таковы: Земля вращается в двух плоскостях (вокруг своей оси, и вокруг Солнца), Солнце вращается в трёх плоскостях (дифференцированно вокруг своей оси, вокруг сбалансированного гравитационного центра Солнечной системы, и вокруг центра Галактики Млечный Путь). Оборот Солнца, а значит и всей Солнечной системы, согласно научным представлениям, вокруг центра Млечного Пути происходит за время, равное около двумстам миллионам лет [2, с. 543]. Есть мнения, согласно которым, между Солнцем и центром нашей Галактики, есть ещё один или два центра вращения (одним из которых является двойная звезда Сириус). Не берёмся что-то утверждать по этому поводу, но, понятно, что все звёзды и планеты Галактики тоже движутся относительно друг друга. Движение везде, на всех уровнях Мироздания. На межгалактических уровнях, непостижимых воображению рядового обывателя, аналогично. Есть ли такая вероятность, что магнетизм является, посредством замкнутых внутренних токов, следствием движений и положений относительно друг друга космических объектов? И если речь идёт о движениях, то эти движения имеют векторные величины – скорости. Сложения этих скоростей в каждый момент времени будут представлять разные результаты. Взаимные расположения относительно друг друга космических объектов также изменчивы! Если период в двести миллионов лет несопоставим с жизнью нашей цивилизации, то, возможно, в окружающем нас космическом пространстве, есть коррелирующие по времени со скоростью движения магнитных полюсов Земли, космические процессы, влияющие на положения этих полюсов?

В наше время условный Северный магнитный полюс Земли (условный, потому что, притягивая северный полюс магнитной стрелки компаса, физически является южным) перемещается из Канады в Сибирь, как это показано на рисунке [5]. Также там показано смещение Северного геомагнитного полюса (точки пересечения магнитной оси с поверхностью Земли). Смещаются геомагнитные полюса, а значит, и магнитная ось Земли, и это значит, что общая картина магнитного поля Земли меняется.

Рисунок. Смещение условного Северного магнитного полюса из Канады в Россию

Можно представить мысленный эксперимент. Движущийся в пространстве магнит, который взаимодействует с другим, движущимся в пространстве магнитом. Изменение направления движения первого магнита может повлечь изменение пространственного положения оси полюсов второго магнита. Поскольку магнитные поля космических тел взаимодействуют, вполне вероятным представляется зависимость положения их магнитных полюсов от взаимодействия друг с другом.

Непостоянство магнитных полюсов Земли, непостоянство их движения, несовпадение их с географическими и геомагнитными полюсами, неизученность магнитных инверсий Земли позволяет говорить о том, что явление магнетизма таит в себе тайну, и предположение о зависимости его от внешних космических явлений заслуживает внимания.