Известно, что каждая точка гравитационного, электрического и магнитного полей характеризуется таким параметром, как напряжённость поля. Известно также, что напряжённость в конкретной точке гравитационного поля определяется, как отношение постоянной Кеплера для данного поля к расстоянию от этой точки до центра поля в квадрате. Всё это довольно просто. Однако, как это простое правило распространить и на магнитное поле?
Во-первых, не менее важным параметром, чем напряжённость поля, является потенциал в данной точке поля, ибо напряжённость является всего лишь его градиентом. Однако потенциал имеет отношение к потенциальному полю, а магнитное поле (поле вихря) является кинетическим полем, поэтому здесь мы имеем уже не потенциал, а его аналогию, которую можем назвать кинетиалом .
Во-вторых, гравитационный потенциал (v^2, Дж/кг) для конкретной точки (орбиты) гравитационного поля мы определяем из уравнения:
v^2 = Кп/R ,
где: Кп – постоянная Кеплера для данного гравитационного поля, Дж*м/кг;
R – расстояние от данной точки поля до его центра, м.
Электрический потенциал (U , Дж/Кл) для конкретной точки электрического поля на поверхности вещества мы определяем из уравнения:
U = v^2*mп/q ,
где: v^2 = Кп/R – гравитационный потенциал исследуемого гравитационного поля (орбитальная скорость в квадрате у поверхности вещества), Дж/кг;
mп = 2*me*(ro/re)^3 – часть массы поля, заключённой в объёме вещества, кг;
me – к вант массы поля. Как известно, в атоме водорода поле имеет минимальную массу, равную массе электрона: me = 9,1093897*10^-31 кг. Кроме этого, нам известны квант электрического заряда e = 1,6021773*10^-19 Кл и гравитационный радиус атома водорода re = 2,8179409*10^-15 м, который мы именуем классическим радиусом электрона;
ro = Кп/с^2 – гравитационный радиус исследуемого гравитационного поля, м;
с^2 = 8,9875518*10^16 Дж/кг – максимально возможное (по модулю) значение гравитационного потенциала (скорость света в квадрате).
Величину электрического заряда (q , Кл) на поверхности вещества находим из уравнения:
q = (mп*ro*10^7)^0,5 Кл
Кстати, у поверхности Земли расчётное значение электрического заряда составляет 5,6168*10^5 Кл (Большая Советская Энциклопедия в разделе «Электрическое поле Земли» приводит приблизительное значение 5,7*10^5 Кл).
Однако мы привыкли определять электрический потенциал из уравнения:
U = c^2*10^-7*q/R
и это правильно, ибо это уравнение и приведенное здесь нами уравнение U = v^2*mп/q совершенно справедливы.
Например, для электрического поля Земли:
U = c^2*10^-7*q/R = v^2*mп/q = 7,9147*10^8 Дж/Кл или В (Вольт).
Однако прошу заметить, что второе уравнение более наглядно, ибо конкретно показывает нам, что суть электрического и гравитационного потенциалов одинакова и в расчётах электрического поля мы лишь заменяем килограммы (mп) на кулоны (q).
Аналогично мы находим напряжённость электрического поля (Е , Дж/Кл*м) через напряжённость гравитационного поля (g , Дж/кг*м):
Е = g*mп/q = c^2*10^-7*q/R^2
Всё это мы подробно рассматривали в статье «Закон Единой теории поля»: https://zen.yandex.ru/media/id/5c1757309ccc0700ae5f4f82/zakon-edinoi-teorii-polia-5dc30f6d78125e00add1ccc1
И наконец, в-третьих, (и это самое главное) массу магнитного поля и его электрический заряд уже надо рассматривать не в объёме вещества, а в рамках орбиты каждой планеты. И эти параметры зависят от кинетиала магнитного поля, значение которого мы можем определить из знаменитого уравнения Гюйгенса:
T=2π*(R/g)^0,5,
где: Т - период колебаний маятника в поле силы тяжести Земли, с;
R – радиус дуги колебаний, м;
g – напряжённость гравитационного поля на дуге колебаний, Дж/(кг*м).
Сначала Галилей (1564-1642) экспериментально установил, что этот период не зависит от массы маятника и от амплитуды колебаний, а затем Гюйгенс (1629-1695) определил значение периода колебаний.
На данном рисунке показан маятник (безразлично какой массы), который колеблется в поле силы тяжести Земли (g = 9,81 Дж/(кг*м)) с радиусом дуги колебаний, равным радиусу орбиты, по которой движется Земля вокруг Солнца (R = 1,4960*10^11 м).
Заметьте, дуга колебаний совпадает с орбитой Земли. И условный кинетиал колебаний в этом случае будет равен:
vк^2 = g*R = 1,4664*10^12 Дж/кг.
Теперь мы можем вычислить орбитальный коэффициент магнитного поля:
Кo = vк^2/с^2 = 1,6315*10^-5 (число безразмерное).
Масса магнитного поля в объёме с радиусом орбиты Земли равна:
Мп = Кo^2*Мз = 1,5908*10^15 кг,
где Мз = 5,976*10^24 кг – полная масса поля Земли (для стационарного поля его полная масса равна массе вещества, которое находится в центре этого поля – в данном случае, массе Земли).
Электрический заряд поля в объёме с радиусом орбиты Земли равен:
Qп = (Мп*rос/10^-7)^0,5 = 4,8467*10^12 Кл,
где: roc = Кпc/с^2 = 1476,7 м – гравитационный радиус гравитационного поля Солнца;
Кпс = 1,3272*10^20 Дж*м/кг – постоянная Кеплера для поля Солнца.
Теперь мы можем определить напряжённость магнитного поля у поверхности Земли из простого уравнения:
В = ω*Мп/Qп = 6,5348*10^-5 Тл,
где: ω = v/R = 1,9910*10^-7 1/с – угловая скорость на земной орбите;
v = 29785 м/с – орбитальная скорость Земли;
R = 1,4960*10^11 м – радиус земной орбиты.
Аналогично вычисляем напряжённость магнитного поля у поверхности:
Солнца – 4,7004*10^-5 Тл; Меркурия – 8,3192*10^-6 Тл;
Венеры – 5,7098*10^-5 Тл; Марса – 6,3698*10^-6 Тл;
Юпитера – 1,3252*10^-3 Тл; Сатурна – 2,1855*10^-4 Тл.
Заметьте, расчётное значение напряжённости магнитного поля на Юпитере в 20 раз больше, чем на Земле. Измеренное значение показало именно такую разность.
Вывод: Напряжённость магнитного поля является, по сути, угловой скоростью вихря, приведенной к единице измерения Тл (Тесла) путём умножения на массу поля и деления на электрический заряд поля.
Этот простой и очень важный вывод окончательно приводит нас к осознанию того, что гравитационное и электромагнитное поля являются по сути одним (!) полем, но характеризуем мы их разными параметрами.
Однако, кроме гравитационного и электромагнитного полей, в физике принято выделять ещё сильное и слабое взаимодействия, которые тоже относятся к Единому полю, но для очень малых расстояний до его центра и быстро убывающих с увеличением этого расстояния.
Связь между электромагнитным и слабым взаимодействиями установлена ещё в 1967 году. Её обнаружили нобелевские лауреаты Глэшоу, Вайнберг и Салам. А вот, связь сильного (ядерного) взаимодействия с остальными тремя пока ускользает от простого и внятного описания. Однако, учитывая тот факт, что сила является градиентом энергии, можно предположить, что сильное взаимодействие связано с большими изменениями энергии в очень малых объёмах.