強(qiáng)大的引力能扭曲時(shí)空形成黑洞，那么磁力可以嗎？

對(duì)物理感興趣的朋友可能有所了解，當(dāng)大量的物質(zhì)聚集在極小范圍的空間內(nèi)，將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的引力，達(dá)到一定臨界值時(shí)，物質(zhì)結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生坍縮，進(jìn)而形成黑洞。黑洞強(qiáng)大的引力將局部空間扭曲，曲率變?yōu)闊o限大，形成了一個(gè)只許進(jìn)、不許出的閉合空間。而這個(gè)將黑洞內(nèi)部與外部分開的界面被稱之為視界面，任何物質(zhì)進(jìn)入視界里就再也出不來了，即使以光速也逃逸不出來。

既然引力足夠強(qiáng)大時(shí)能夠扭曲時(shí)空形成黑洞，那么當(dāng)磁力足夠強(qiáng)大時(shí)，能夠產(chǎn)生什么效應(yīng)呢？

下面就帶大家來了解磁力。

什么是磁力？

兩塊磁鐵之間相互吸引、排斥的力就是磁力。磁力就是磁場(chǎng)對(duì)電流、運(yùn)動(dòng)電荷和磁體的作用力。磁力其實(shí)就是電磁力，電力與磁力是物質(zhì)同一性質(zhì)的兩個(gè)面。電動(dòng)生磁，磁變生電，電和磁是緊密相連的。

要想深刻了解磁力，就必須從微觀著手。物體是由原子構(gòu)成的，而原子又是由幾種重要的基本粒子構(gòu)成的。這些基本粒子中許多都帶有電荷，比如：質(zhì)子帶正電、電子帶負(fù)電。電荷是不能脫離物質(zhì)而單獨(dú)存在的。

如上圖所示，基本粒子。

靜止的電荷周圍存在電場(chǎng)，電荷發(fā)生運(yùn)動(dòng)便會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中分別會(huì)受到電場(chǎng)力和磁力的作用。粒子存在自旋運(yùn)動(dòng)，它是一種類似于自轉(zhuǎn)的概念。當(dāng)帶電粒子自旋時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生自旋磁矩，也就是產(chǎn)生磁場(chǎng)。靜止?fàn)顟B(tài)下的電荷只存在靜電力，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的電荷既存在電場(chǎng)力、又存在磁力。帶電粒子之間就是通過電磁場(chǎng)傳遞電磁力的。

如上圖所示，帶電粒子因自旋產(chǎn)生磁場(chǎng)。

同種電荷相斥，異種電荷相吸。原子核帶正電，電子帶負(fù)電，原子核和電子就是依靠電磁力結(jié)合在一起的。至于電子為什么沒有掉進(jìn)原子核？與本文內(nèi)容沒有關(guān)系，就不介紹了。

如果沒有電磁力，也就沒有這花花世界了。自然界中的化學(xué)物質(zhì)都是依賴于電磁力而形成的，原子之間通過電磁力連接到一起，那些數(shù)量巨大的的有機(jī)分子便是這么形成的，進(jìn)而形成了生命。

哪些物體擁有磁力？

上面已經(jīng)介紹過了，帶電粒子周圍都存在磁場(chǎng)，因?yàn)楦鞣N粒子都在永不停息的運(yùn)動(dòng)。從微觀角度來看，所有物體內(nèi)部都存在磁力。物體內(nèi)部雖然擁有磁力，但在宏觀上卻不一定表現(xiàn)出磁性。

不論是原子，還是分子，它們都具有磁力，只是強(qiáng)弱不同罷了。自然界中是不存在磁荷的，但我們可以把原子看成一個(gè)磁荷，不過自然界中只有少數(shù)幾類原子才具有顯著的磁性。原子雖然擁有磁力，但當(dāng)原子構(gòu)成物體時(shí)，彼此之間的磁力相互抵消，物體也就沒有磁性了。經(jīng)過層層篩選，自然界中也只有鐵鈷鎳等少數(shù)物質(zhì)具有天然的磁性。

說到哪些物體有磁力，我們?cè)谌粘Ｉ钪懈惺茏钌畹模?dāng)然就是磁鐵了，此外還有人造的電磁鐵。自然界中的天然磁鐵就擁有磁力，可以很輕松的吸引鐵、鈷、鎳等金屬。在所有磁鐵中，磁力最強(qiáng)的磁鐵當(dāng)屬稀土類磁鐵中的釹鐵硼磁鐵。當(dāng)兩塊釹磁鐵吸附到一起時(shí)，憑人力是無法徒手將其分開的。

上圖為釹磁鐵制品

人類賴以生存的唯一家園——地球，它就擁有磁場(chǎng)。指南針就依賴于地球的磁場(chǎng)，我們才能辨識(shí)方向。在地球上，地球磁極處的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，不過僅有0.00007特斯拉左右。

地球內(nèi)部擁有鐵質(zhì)核心，地球因自轉(zhuǎn)形成了磁場(chǎng)，地球的磁場(chǎng)看起來很弱，但卻是保護(hù)地球生命的重要屏障。地球磁場(chǎng)就像科幻電影中的力場(chǎng)護(hù)盾一樣，阻擊著來自太陽以及宇宙深處的高能帶電粒子。地球南北兩極美麗的極光，就是磁力的畫作。如果地球沒有磁場(chǎng)，這些粒子風(fēng)暴將會(huì)直接吹向地面，會(huì)破壞地球生命的遺傳物質(zhì)DNA。長此以往下去，地球的大氣層也會(huì)被吹散，變得越來越稀薄。倘若大氣層消失了，地球上的水也會(huì)消失。

上圖為木星上的極光

磁力真的很重要。除了地球擁有磁場(chǎng)以外，太陽系其它七大行星也擁有磁場(chǎng)，只是強(qiáng)弱不同罷了。在宇宙中，幾乎所有天體都擁有磁場(chǎng)，我們的太陽就擁有強(qiáng)大的磁場(chǎng)。太陽黑子、太陽耀斑、日珥等太陽表面的活動(dòng)，都與太陽磁場(chǎng)的異常變化有一定關(guān)系。根據(jù)測(cè)量，太陽的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度大約在1特斯拉左右。

在宇宙中，磁力最強(qiáng)的地方或者說物體，當(dāng)屬中子星。中子星上的磁場(chǎng)究竟有多強(qiáng)呢？據(jù)科學(xué)家估計(jì)，中子星上的磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)10^7~10^14特斯拉，至少是太陽磁場(chǎng)強(qiáng)度的上百萬倍。即使在目前最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室中，也很難產(chǎn)生如此強(qiáng)大的磁力。

這里介紹一下中子星。中子星是中等質(zhì)量的恒星衰老死亡后的殘余內(nèi)核，是一種介于白矮星和黑洞之間的天體。中子星是物體在重力的巨壓下形成的，強(qiáng)大的引力導(dǎo)致物體之間產(chǎn)生了巨大的壓力，壓碎了原子的電子殼層，使核外電子與核內(nèi)質(zhì)子結(jié)合成中子，原子核與原子核之間緊緊的挨在一起，于是一顆中子星便誕生了。中子星的密度極大，每立方厘米可達(dá)1億噸，這差不多就相當(dāng)于原子核的密度了。舉個(gè)例子吧，中子星上一湯勺的物質(zhì)所蘊(yùn)含的質(zhì)量就相當(dāng)于地球上一座高達(dá)數(shù)百米的小山。而在中子星中，脈沖星（一種快速旋轉(zhuǎn)的中子）的磁場(chǎng)就更強(qiáng)了。在中子星中，磁力最強(qiáng)的被稱之為磁星。

物質(zhì)的密度大，磁荷的密度也大，磁力自然也就變得非常強(qiáng)大。中子星擁有這么強(qiáng)的磁力也就不難理解了。

由此可見，磁場(chǎng)和磁力在宇宙中是普遍存在的，磁力無所不在。通常來說，磁荷的密度越高，磁力也就越強(qiáng)。

強(qiáng)大的磁力會(huì)產(chǎn)生什么？

說到強(qiáng)磁場(chǎng)，人類在地球上利用超導(dǎo)體也能夠?qū)崿F(xiàn)非常強(qiáng)的磁場(chǎng)，我們可以利用這種強(qiáng)大的磁場(chǎng)來約束核聚變物質(zhì)，也就是溫度高達(dá)上億度的高溫等離子體。不過相比中子星上的磁場(chǎng)強(qiáng)度還是差太多。

上圖為磁約束核聚變裝置

不管多強(qiáng)大的磁力，都必須依賴于物質(zhì)而存在，因?yàn)殡姾墒俏镔|(zhì)所攜帶的一種屬性。顯然，要想實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)磁力，就必須要有足夠多的物質(zhì)，才能夠產(chǎn)生極奇強(qiáng)大的磁場(chǎng)。當(dāng)物質(zhì)聚集的足夠多，引力也必然變得非常巨大。

引力對(duì)應(yīng)著引力場(chǎng)，磁力對(duì)應(yīng)著磁力場(chǎng)。愛因斯坦的相對(duì)論認(rèn)為，引力本質(zhì)上就是空間彎曲，有質(zhì)量的物體就能夠彎曲空間。磁力強(qiáng)大到一定程度，雖然不能扭曲時(shí)空形成黑洞，但卻會(huì)產(chǎn)生一些其它的效應(yīng)。在強(qiáng)磁場(chǎng)中，物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)都會(huì)發(fā)生一些改變。比如PH值、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)方向等都會(huì)受到影響。說到黑洞，黑洞吞噬物質(zhì)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。

在超強(qiáng)磁場(chǎng)中，由于磁場(chǎng)所具有的能量非常高，甚至能夠激發(fā)出實(shí)物粒子。此外，在天體的強(qiáng)磁場(chǎng)中還存在磁重聯(lián)現(xiàn)象，可以釋放出巨大的能量，是磁能轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能、熱能和輻射能的一種過程。科學(xué)家普遍認(rèn)為，太陽耀斑的爆發(fā)就與此有關(guān)。