Gravitacija proti magnetizmu
Gravitacija in magnetne sile sta dve najbolj temeljni sili, na kateri je zgrajeno vesolje. Zelo pomembno je dovolj razumeti te temeljne sile, da bi razumeli mehaniko vesolja. Gravitacija skupaj z elektromagnetno silo, šibko jedrsko silo in močno jedrsko silo tvori štiri temeljne sile vesolja. Te teorije igrajo ključno vlogo na področjih, kot so kozmologija, relativnost, kvantna mehanika, astronomija, astrofizika, fizika delcev in skoraj vse, kar je v znanem vesolju. V tem članku bomo razpravljali o teorijah, ki stojijo za gravitacijo in magnetizmom, njunih podobnostih, kako se pojavljata v vesolju in končno njunih razlikah.
Gravity
Gravitacija je sila, ki nastane zaradi katere koli mase. Masa je nujni in zadostni pogoj za gravitacijo. Okoli vsake mase je definirano gravitacijsko polje. Vzemite masi m1 in m2, postavljeni na razdalji r druga od druge. Gravitacijska sila med tema dvema masama je G.m1.m2 / r^2, kjer je G univerzalna gravitacijska konstanta. Ker negativne mase niso prisotne, je gravitacijska sila vedno privlačna. Ni odbojnih gravitacijskih sil. Opozoriti je treba, da so gravitacijske sile tudi medsebojne. To pomeni, da je sila m1 na m2 enaka in nasprotna sili, s katero m2 deluje na m1.
Gravitacijski potencial v točki je definiran kot količina dela, opravljenega na enoto mase, ko jo pripeljemo iz neskončnosti v dano točko. Ker je gravitacijski potencial v neskončnosti enak nič in ker je količina dela, ki ga je treba opraviti, negativna, je gravitacijski potencial vedno negativen. Zato je tudi gravitacijska potencialna energija katerega koli predmeta negativna.
Magnetizem
Magnetizem nastane zaradi električnih tokov. Ravni tokovni vodnik deluje s silo, normalno na tok, na drug tokovni vodnik, ki je nameščen vzporedno s prvim vodnikom. Ker je ta sila pravokotna na tok nabojev, to ne more biti električna sila. To so pozneje opredelili kot magnetizem. Tudi trajni magneti, ki jih vidimo, temeljijo na tokovni zanki, ki jo ustvari vrtenje elektrona.
Magnetna sila je lahko privlačna ali odbijajoča, vendar je vedno obojestranska. Magnetno polje deluje s silo na vsak gibajoči se naboj, vendar to ne vpliva na mirujoče naboje. Magnetno polje gibajočega se naboja je vedno pravokotno na hitrost. Sila magnetnega polja na premikajoči se naboj je sorazmerna s hitrostjo naboja in smerjo magnetnega polja.
Kakšna je razlika med magnetizmom in gravitacijo?
• Gravitacijske sile nastanejo zaradi mase, magnetizem pa zaradi gibljivih nabojev.
• Magnetne sile so lahko privlačne ali odbojne, vendar so gravitacijske sile vedno privlačne.
• Če uporabimo Gaussov zakon za mase, dobimo skupni gravitacijski tok čez zaprto površino, ko je masa zaprta, vendar to, uporabljeno za magnete, vedno da nič.
• Ker ni magnetnih monopolov, je skupni magnetni pretok čez katero koli zaprto površino vedno enak nič.
