До настоящего времени форма магнитного поля не рассматривалась как фрактал. 🤔 Проведем анализ и устраним этот курьёзный недочет.
Фрактальная геометрия изучает закономерности, проявляемые в структуре природных объектов, процессов и явлений, обладающих явно выраженной фрагментарностью, изломанностью и искривленностью. Основные свойства характерные фрактальным множествам:
- имеют тонкую структуру (произвольно малые масштабы);
- слишком нерегулярны, чтобы быть описанным на традиционном языке геометрии;
- имеют некоторую форму самоподобия;
- имеют размерность больше топологической;
- определяются просто, например рекурсивно.
Перечисленные свойства фракталов в полной мере присущи разнообразным магнитным полям. Собственные магнитные поля есть у всевозможных микро и макрообъектов в масштабе Вселенной, от элементарных частиц до гигантских галактик. Однако распределение источников магнитных полей в пространстве нерегулярно.
Принято рассматривать магнитные поля объектов как отдельные формы, тем не менее форма любого объекта находится под влиянием внешнего поля. От внешнего влияния происходит искривление симметричной формы, либо смена полюсов объекта, либо разворот объекта в пространстве. Полностью изолировать объект от окружающего внешних магнитных полей весьма нетривиальная задача. Определенно, собственное манитное поле отдельного объекта всегда связано с общим полем в пространстве.
Планета Земля имеет двухполюсную форму магнитного поля, похожее на поле простого полюсного магнита. Размер поля Земли значительно превышает размер экзосферы Земли и простирается до высоты 100000 км. Аналогично размер поля Солнца простирается на всю планетарную систему и более. Объем поля Галактики в несколько раз больше её видимой части.
Двухполюсная форма поля также свойственна микрообъектам – атомам, электронам, протонам. Таким образом на разных астрономических и атомарных масштабах структурный мотив магнитного поля повторяется, представляя собой фрактальную структуру, обладающую свойством самоподобия.
Размерность фрактальной структуры магнитного поля
Известно, что магнитные поля проходят не только снаружи объектов, но и внутри. Относительная магнитная проницаемость u показывает во сколько раз усиливается поле в магнетике. Все вещества обязательно характеризуют по магнитным свойствам и разделяют на диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Исходя из общеизвестных данных, заключаем, что внутри объектов присутствует магнитное поле, которое обладает определенной величиной и структурой.
Масштаб магнитных полей охватывает все известные объекты от самых маленьких магнитных частиц, до всех космологических объектов во Вселенной. Фрактальная размерность магнитных полей достигает 3, т.е. все трехмерное пространство снаружи и внутри объектов полностью заполнено. Принимая во внимание, масштабы и полную заполненность пространства полем приходм к выводу, что фрактальная структура магнитных полей является самой большой из всех известных природных фракталов. Космологическое магнитное поле по сути является суперфракталом, с максимальной трехмерной размерностью и бесконечным масштабом.
Входящие структуры можно рассматривать и изучать отдельно. Тем не менее отнесение магнитного поля к фракталу, т.е. к самоподобной структуре позволяет по-новому взглянуть на поля, рассмотреть их пределы. Появляется возможность исследовать магнитное поле Вселенной как продолжение структуры фрактала на большем масштабе.
Подытоживая, отметим известные уровни магнитного суперфрактала:
1. Поле электрона
2. Поле нейтрино
3. Поле протона
4. Поле атома
5. Поле групп атомов
6. Поле молекулы
7. Поле домена (группы атомов)
8. Поле отдельного предмета (камня, искусственного магнита, живого существа)
9. Общее поле группы предметов
10. Поле астероида, кометы
11. Поле планеты без спутников
12. Поле планетарной системы
13. Поле вспышки на поверхности звезды
14. Общее поле звезды
15. Поле звездного скопления
16. Поле Галактики
17. Поле группы Галактик
18. Поле Вселенной
При принятии фрактальной структуры магнитных полей возможно нахождение неизвестных частей на разных масштабах на основе самоподобия фрактальной структуры. И исследовать явления, находящиеся вне нашего понимания на космологическом масштабе больших и малых объектов.
В следующей статье определим единичный фрагмент фрактальной структуры, и найдем его формулу.