奧推網

選單
遊戲

磁場可以抵消重力?中國月球重力實驗室給出答案

中國的探月工程受到世界矚目,未來還將有更多的探月專案啟動,為了更好地測試各種裝置儀器在月球的工作狀態,中國正在建造可以長時間模擬月球重力的月球重力實驗室。

月球重力只有地球的六分之一,想要在地球上模擬月球重力,就需要找到方式抵消一部分的地球引力。

中國科學家並沒有使用傳統方式抵消地球重力,而是使用強大的磁場抵消重力,從而形成直徑60釐米的球形真空室,引力以及內部環境非常接近月球。

磁場為何能抵消重力?

2000年的搞笑諾貝爾獎中,物理學獎頒發給了兩位物理學家,因為他們利用磁鐵產生的磁場,將一隻青蛙懸浮在空中。這也是中國月球重力實驗室的靈感之一。

地球本身就擁有磁場,為何我們無法在空中飛行?這主要是因為磁場的強度差距,地球磁場的強度只有0。00003特斯拉,而懸浮青蛙使用的磁場,為16特斯拉,兩者相差53萬倍。

利用磁場抵消重力,並不像磁懸浮技術,而是利用物體自身形成的微小感應電流抵消重力,因此需要強大的磁場,才能發揮出足夠的作用,地球磁場所產生的的作用微乎其微。

如果給鐵塊施加磁場,那麼鐵原子所帶的電子,就會隨著磁場方向整齊排列,進而產生磁化,能夠被磁鐵吸引。這種磁化現象是短時間的現象,磁鐵遠離鐵塊,磁性也就會逐漸消失。

磁鐵無法吸引的鋁等金屬,在靠近磁鐵的時候,也會產生磁性,但這類元素的原子附近存在配對電子,因此磁性會被抵消,無法產生明顯的相吸效果。

最後就是生物、非金屬等物質,即使靠近磁鐵,也不會被磁化,因為有機物、非金屬等物質的原子,外層電子已經成對,處於磁中性。

但是無論是什麼物體,只要靠近磁場,內部就會出現感應電流,也就是電磁感應,這種微弱的電流,會讓整個物體變成一塊“電磁鐵”,這也是懸浮青蛙的關鍵。

電磁鐵會在磁場中受力,隨著磁場的增強,受力現象也會越來越明顯,從而抵消地球引力,形成類似月球的重力環境。

想要實現月球重力,需要非常強大的磁場,但是利用磁場形成的懸浮效果,非常接近太空環境,由於裝置非常複雜,因此目前中國月球重力實驗室,直徑僅有90釐米。但已經足夠進行簡單裝置的實驗。

月球重力實驗室,將持續工作,進行長期測試:

月球重力實驗室,對具有抗磁性的物體,都具有大致相同的效果,並且只要磁場存在,就可以長時間提供失重效果。

科學家計劃利用月球重力實驗室,對後續的月球專案裝置進行測試,讓月球重力實驗室,成為一個可以長時間工作的實驗室。

中國科學家將測試後續月球專案需要使用的月球材料,讓材料在月球重力實驗室中儲存數天時間,觀察材料的變形情況以及其他變化。

無論是短時間測試還是長時間測試,月球重力實驗室都可以提供完美的實驗條件。

總結:

隨著中國探月專案的逐漸增多,科學家也在嘗試模擬更加真實的月球環境。

月球重力實驗室,預計將在今年投入使用,如果未來可以大規模使用,或許我們在生活中,也可以體驗磁場抵消重力,感受一下太空的失重感。