太陽磁場是怎樣起源的？我發(fā)現(xiàn)別有洞天

文/袁玉剛 圖/來自互聯(lián)網(wǎng)

目前，主流科學(xué)認(rèn)為太陽以寧靜太陽為主體，附加太陽活動。寧靜太陽是一顆球?qū)ΨQ恒星，穩(wěn)定而均勻地朝四面八方發(fā)出電磁與粒子輻射。太陽活動則是局部表面的各種擾動，包括黑子、耀斑、日珥和日冕物質(zhì)拋射。

這種傳統(tǒng)的太陽模型嚴(yán)重地制約了太陽研究的進(jìn)展和研究方向，禁錮了科學(xué)家們的認(rèn)識和思路，影響了人們對宇宙的認(rèn)識和利用。

先說說太陽活動。

你見過火山噴發(fā)嗎？有的直直地向上噴發(fā)物質(zhì)，然后向四面八方落下；有的噴不高；有的旋轉(zhuǎn)噴發(fā)，物質(zhì)向一側(cè)落下；有的物質(zhì)噴盡，只看見黑黑的火山口。

黑子就是太陽光球表面的火山旋轉(zhuǎn)噴發(fā)和異地落下，所以，磁場展示出單極的開放形態(tài)，磁力線的分布具有軸對稱的特征，內(nèi)部磁力線隨深度有很強(qiáng)的扭轉(zhuǎn)和旋渦結(jié)構(gòu)，存在本影點。磁場強(qiáng)度達(dá)到3000高斯。一般來說，一個黑子群中有兩個極性相反的主要黑子。也就是說，這兩個極性相反的主要黑子是噴發(fā)和落下的關(guān)系。

圖1 太陽黑子

耀斑是太陽的正?；鹕絿姲l(fā)，大多數(shù)耀斑都發(fā)生在黑子群的上空，幾小時產(chǎn)生一個。耀斑是非旋轉(zhuǎn)噴發(fā)，物質(zhì)粒子在附近落下。耀斑的磁場強(qiáng)度約200高斯。

圖2 太陽耀斑

日珥是位于日面邊緣的環(huán)狀突起物，正面投影為又暗又細(xì)又長的纖維結(jié)構(gòu)叫暗條。實際上也是一種小規(guī)模的物質(zhì)弱噴發(fā)。日珥的磁場強(qiáng)度約200高斯。

圖3 太陽日珥

日冕物質(zhì)拋射是太陽的突然大噴發(fā)，比耀斑還要強(qiáng)大和猛烈，在幾分鐘至幾小時內(nèi)向外拋射1032爾格的能量和1016克的電子和質(zhì)子組成的等離子。日冕物質(zhì)拋射如果面向地球就會嚴(yán)重破壞地球上的通信系統(tǒng)。

圖4 日冕物質(zhì)拋射

上述四種太陽活動都是太陽的淺層火山噴發(fā)，不同的是噴發(fā)方向、噴發(fā)強(qiáng)度以及繞軸旋轉(zhuǎn)與否。這種活動伴隨著強(qiáng)弱不同的單極磁場，干擾、改造了太陽大磁場。

再說太陽的偶極磁場。

太陽磁場本來就是偶極磁場叫普遍磁場。極區(qū)磁場強(qiáng)度約1高斯，但兩極噴發(fā)時可以達(dá)到1000高斯。在赤道上60經(jīng)度和240經(jīng)度處，還有一個整體磁場，東西對峙，極性相反。任何星球都是偶極磁場，沒有例外。不管星球活動劇烈與否，都改變不了偶極磁場這個最基本的事實，充其量不過是偶極磁場更加復(fù)雜了而已。

圖5 太陽的偶極磁場

在太陽磁場的研究中，一直存在著兩個誤區(qū)。一個是帶電粒子的噴發(fā)與磁場的關(guān)系；另一個是太陽活動與偶極磁場的關(guān)系。

教科書上寫著，科學(xué)家們找到電磁定律，電流感應(yīng)出磁場，導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生電流，對應(yīng)的電動機(jī)和發(fā)電機(jī)也風(fēng)靡全球。我認(rèn)為，其實不是電場感應(yīng)出磁場，也不是磁場感應(yīng)出電場，而是兩者同時存在，相互交叉90度。只是有時磁場優(yōu)先顯現(xiàn)，有時電場優(yōu)先顯現(xiàn)。只要帶電粒子向外運動，就有磁場伴隨，這是一種電磁規(guī)律，不是帶電粒子產(chǎn)生磁場，也不是磁場推動帶電粒子運動。帶電粒子的運動是一種外力推動的。

在太陽上，核聚變產(chǎn)生的力推動帶電粒子運動，就顯現(xiàn)出電場和磁場。帶電粒子的運動方向和磁極方向相同，與外力方向也相同，致使不少天文學(xué)家一葉障目，不見泰山，誤認(rèn)為帶電粒子的運動是磁場推動的，又利用數(shù)學(xué)嚴(yán)格推導(dǎo)，從而誤導(dǎo)了天文學(xué)界。

太陽活動很劇烈、很頻繁，五彩繽紛，吸引了天文學(xué)家們的眼球，致使不少科學(xué)家死盯著太陽活動，而忽視了太陽磁場的本來面目。

太陽磁場的本來面目就是偶極磁場。雖然磁場強(qiáng)度不大，但持之以恒，歷久彌堅。不管是太陽寧靜期還是活動期，偶極磁場都盡職盡責(zé)地存在著。就像天空中綻放的一朵禮花，或者天空中的一片錦緞。

太陽活動產(chǎn)生的磁場是偶極磁場的錦上添花，是綻放禮花里的一支起火兒。雖然好看好玩，但代表不了太陽磁場的本質(zhì)。

那么，太陽的磁場究竟是什么樣子呢？圖5是最簡單的太陽磁力線分布圖。由于太陽自轉(zhuǎn)，真實的磁力線在赤道上要向左彎曲，呈弓字形。這與地球潮汐的形狀相似。同時，赤道上60經(jīng)度和240經(jīng)度處的整體磁場東西對峙極性相反。科學(xué)家們把太陽表面磁場分為極向分量和環(huán)向分量，本來是為了方便計算，無可厚非，但卻復(fù)雜化了。

目前，解釋太陽磁場起源的最好的理論是發(fā)電機(jī)理論。但是，不很完善。尤其是，在哲學(xué)上沒有解釋清楚。

我透過現(xiàn)象看本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了太陽磁場起源的秘密：原來，太陽的核聚變產(chǎn)生的能量的主要傳遞方式是從核心向兩極噴發(fā)，高溫等離子體和磁場同步擴(kuò)散，然后落向赤道，形成日冕。而產(chǎn)生核聚變的原因是因為太陽是一個旋渦，具有較差自轉(zhuǎn)特性，內(nèi)外自轉(zhuǎn)之差在核心附近產(chǎn)生摩擦生熱和偶極電磁場。這個新型發(fā)電機(jī)模型不僅解釋了太陽磁場的起源，而且破解了日冕溫度比光球?qū)雍蜕驅(qū)訙囟雀叩奶煳闹i。

至于整體磁場，其實只是太陽核心物質(zhì)沿兩個旋臂方向噴發(fā)形成的電磁效應(yīng)，常常出現(xiàn)強(qiáng)磁場和大耀斑的“活動經(jīng)度”或“活動穴”就是旋臂區(qū)域。偶極磁場和整體磁場各行其道，也有交叉，但強(qiáng)者生存。

主流學(xué)說認(rèn)為自激發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)制實現(xiàn)了表面磁場的環(huán)向分量和極向分量之間不停相互轉(zhuǎn)化的循環(huán)，雖然比“現(xiàn)有的磁性是幾十億年前形成太陽的物質(zhì)遺留下來的”學(xué)說科學(xué)一些，但仍然沒有揭示太陽磁場的本質(zhì)。

按照右手螺旋法則，太陽每次電子噴發(fā)的磁N極都是向外的。在赤道如此，在兩極也是如此。只是由于噴發(fā)強(qiáng)度有差異，強(qiáng)的是N極，弱的自然就是S極了。主流理論對兩極和赤道上的電磁現(xiàn)象給出了兩種不同的模型，導(dǎo)致人們思想上的混亂，影響了科學(xué)的發(fā)展。

用我的太陽旋渦模型，可以解釋的許多現(xiàn)象。例如：日冕溫度異常是因為太陽核心的高溫等離子體從兩極噴發(fā)，落向赤道，形成日冕所以，日冕溫度應(yīng)該比色球、光球高。在赤道兩側(cè)，噴發(fā)的粒子束電性相同，旋轉(zhuǎn)方向相反，磁極當(dāng)然相反。同理，噴發(fā)的粒子束異地落下，磁極當(dāng)然也相反。太陽的22年磁周期只是太陽繞自己的公轉(zhuǎn)軌道螺旋運動一周的時間。距離公轉(zhuǎn)軌道平面近的那一極噴發(fā)勢頭強(qiáng)于另一極，磁極11年轉(zhuǎn)換了一次，22年恢復(fù)原樣。至于太陽南北極性轉(zhuǎn)換，則是因為兩極噴發(fā)力度不一樣，噴發(fā)強(qiáng)度大的就是N極。