行星磁場成因的一種假說
關於行星磁場的産生機理，至今仍然是一個謎。關於它産生的原因有多種假說，這些假說雖然能夠解釋一些現象，但都有它們的理論缺陷。為了揭開行星磁場之謎，我在這方面進行了一些探索並取得了一些進展，希望拿出來和大傢一起進行討論。下面就是我的一些不成熟的觀點。
根據現代電磁理論：磁場是由運動的電場産生的。就電場産生磁場産生的具體形式來說主要有如下幾種：
1、分子電流----分子、原子內的電子繞核旋轉而産生磁場，這是永磁體磁場的産生機理；
2、普通電流----這是普通電磁鐵産生磁場的機理；
3、點電荷的機械運動----這是羅蘭實驗中羅蘭盤産生磁場的機理。
所以，行星磁場的産生無非就來自於上面的幾種原因；
一、由分子電流産生（即傳統的永磁體假說）；
此觀點認為：行星內部存在着一個巨大的鐵鎳質的永磁體核心，是它産生了行星磁場。
對於這個觀點有人提出了否定的理由：他們認為永磁體是有居裏點的，即永磁體在一定的溫度下將失去磁性。鐵鎳永磁體的居裏點約770攝氏度，而許多行星內部的溫度普遍超過1000攝氏度，在這個溫度下鐵鎳永磁體早已失去了磁性。所以，行星磁場來源於行星內部永磁體的觀點已逐漸不被人接受。
二、由恆定電流産生；
該假說認為地核是一個帶正電荷的等離子體 。行星核中央部分由於高溫高壓而將電子“擠”出來，使它帶正電荷；行星核外層是一個全部由電子充滿的殼層，這個殼層是超導體，是超導體永不衰減的電流産生了行星的磁場。
這個假說符合一定的科學道理，也能解釋一些現象，是一種比較有前途的假說。
三、本人的觀點：由做宏觀機械運動的點電荷産生。也就是和羅蘭實驗中，羅蘭盤的磁場的産生機理是一致的。
就前面的兩種假說而言，它們都難以解釋行星磁場的強度和行星的自轉密切相關的現象。而從八大行星的有關數據來看，行星的磁場強度和行星的自轉似乎是密切相關的。例如：金星，它和地球其它參數很接近，但是它的自轉速度很慢，幾乎沒有磁場；而自轉周期很短的行星幾乎都有強磁場，如：木星、土星。所以，本人的觀點是：
行星的磁場來源於本身所帶電荷的機械運動。
也就是行星的某個特定的區域由於某些物理、化學原因而帶上了某種電荷，這些電荷隨着行星的自轉而做圓周機械運動，這種圓周機械運動的電荷必然産生一個磁場，這個磁場就是該行星的磁場來源。
關於所帶電荷的來源，這裏有兩個不成熟的觀點：
一：從太陽風中不均等的俘獲帶電粒子
二：壓電陶瓷原理，從行星的核心部位壓出電荷
觀點一，電荷是來自於太陽風。
當這些電荷被俘獲後，它們必然的必然分佈於行星的外層大氣的某個圈層，並且必然隨着隨着行星的自轉而和大氣層一起繞行星自轉軸做圓周運動，這些做圓周運動的電荷必然産生一個磁場，這個磁場可能就是行星磁場的來源。
這裏必須解釋兩個本觀點中提到的問題：
1 、電荷為何分佈在外層大氣？
2、為什麽行星會選擇性的俘獲太陽風中的某種電荷？
對於問題一：基於這樣一個常識，如果一個物體帶上了電荷，這些電荷必然由於排斥作用而分佈於物體的外圍。同樣，如果行星帶上了某種電荷，這些電荷由於排斥作用而分佈於行星大氣的外圍，即外層大氣。
對於問題二：我認為太陽風中的正負電荷是等量的，行星是如何選擇俘獲其中的某種粒子的呢？基於物質擁有電負性（是化學上的概念，和負電荷是兩碼事），即不同的原子同帶電粒子的作用力是不同的。例如：一個中性的氧原子或氧分子，可能會和一個電子或質子發生電磁作用，但他們的作用力的大小是不一樣的。氧的電負性大，它必然傾嚮去俘獲一個電子而不是一個質子。同理，鉀原子則應傾嚮俘獲一個正電荷而不是一個負電荷。從行星的物質組成來看，氧站49%、硅占26、其它金屬性比較強的元素的總和也 不到20%，所以從行星的總體來看，電負性比較強的元素占比較高的比例。並且在行星的外層——行星大氣是多種元素組成的混合體，可能是由於物質比例的不均衡，最終導致行星傾嚮於俘獲負電荷。這些負電荷由於前述的原因而集中在行星外層大氣（可能是在電離層），當它們隨着行星自轉而和大氣層一起繞地軸做圓周機械運動時，必然産生一個磁場，産生的磁場可能就是行星磁場。
如果有另一顆行星，它的物質組成和行星不同，它就可能帶上和行星相反的電荷。即使它的自轉方向和行星相同，也有可能形成和行星方向相反的磁場。同理，自轉方向不同的行星，也可能會形成和行星方向相同的磁場。
所以，根據上述假說，行星磁場強度應該取决於自轉速度、行星半徑、大氣層厚度等幾個因素。
所以，如果使用本假說就很好的和如下現象相吻合：
1、 金星為何幾乎沒有磁場？
2、 為何類木行星擁有強大的磁場？
如果根據觀點二：壓電陶瓷原理，從行星的核心部位壓出電荷。或者說，本假說可以說是對假說二的一種發展。也就是：假說二中的恆定電流假說中，雖然解决了電荷的來源問題，但無法解决恆定的電流的推動力問題。因為理論上說，在一個超導的環形導綫裏，衹要有電流産生，如果不受到外界的影響就不會停止，也能夠産生一個恆定的磁場。所以該理論的觀點也遇到了一個問題，即：擁有了超導體，但是沒有一個電源，什麽為它們提供合適的電壓，或者說是什麽為它們提供了一個電流的原始推動力的問題。
如果藉用該假說的電荷來源，或者說根據壓電陶瓷原理。這些聚集的電荷由於行星的自轉而做機械運動而産生一個磁場，這個磁場可能就是行星磁場的來源。由於負電荷集中在外圍，它的隨地球自轉而做圓周運動的綫速度必然會比內部的正電荷的綫速度要大。産生的磁場自然要比內部的要強。內部的正電荷的數量雖然和外圍的負電荷基本相等，由於它們位於內部，半徑相對比較小，它們隨地球自轉而擁有的綫速度必然比較小，所以它所産生的磁場必然比負電荷産生的磁場弱。雖然磁場方向和負電荷産生的磁場相反，仍不能夠完全抵消負電荷所産生的磁場。這樣兩種方向的磁場的矢量和必然表現為負電荷隨行星自轉所産生的磁場。
地球是太陽係的八大行星之一，她的磁場的産生機理應該也是這樣的。 |
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