Техника - молодёжи 1990-01, страница 49

Трибуна смелых гипотез

Приводные ремни планеты

ф Планетарная динамо-машина, ф Почему извергается вулкан? % Подземные молнии ф Как устранись землетрясения? ф

— И все-таки она вертится! — сказал Галилей. Но до сих пор никто так и не ответил: «А почему?»

У Земли есть магнитное поле — факт вроде бы тривиальный. В этом может убедиться любой, взглянув на стрелку компаса. Но если есть магнитное поле, значит, должны быть токи, его создающие. А если есть токи, то какой генератор им причиной? Где скрывается этот невидимка — вечный трудяга? Когда и почему он начал работать?

Фундаментально обоснованных ответов на эти вопросы пока нет, хотя попыток было, конечно, немало (см., например, статью В. Дудышева «Земля — трансформатор энергии» в «ТМ» № 4 за 1984 год). Свою гипотезу выносят на суд читателей сотрудники Донецкого политехнического института — доктор технических наук, профессор Дмитрий Дюдкин и старший научный сотрудник Александр Комаров.

Прежде всего расскажем о некоторых опытах, результаты которых послужили основанием для нашей гипотезы.

Вряд ли стоит объяснять явление электромагнитной индукции. Суть закона Фарадея известна любому школьнику: при движении проводника в магнитном поле амперметр регистрирует ток (рис. А).

Но в природе существует еще одно явление индукции электрических токов. Чтобы зафиксировать его, проделаем несложный опыт, показанный на рисунке Б. Если перемешать проводник не в магнитном, а в неоднородном электрическом поле, в проводнике тоже возбуждается ток. ЭДС индукции в данном случае обусловлена скоростью изменения потока напряженности электрического поля. Если мы изменим форму проводника — возьмем, скажем, сферу и будем вращать ее в неоднородном электрическом поле,— то и в ней обнаружится электрический ток (4-я стр. обложки) .

Следующий опыт. Пусть три то-копроводящих сферы разного диаметра изолированно помещены друг в друга наподобие матрешек (рис. 4а). Если мы начнем вращать этот многослойный шар в неоднородном электрическом поле, то обнаружим ток не только во внешнем, но и во внутренних слоях! А ведь, по установившимся представлениям,

электрического поля внутри токо-проводящей сферы быть не должно! Однако приборы, регистрирующие эффект, беспристрастны! Причем при напряженности внешнего поля 40—50 В/см напряжение тока в сферах довольно высоко — 10-15 кВ.

Отметим и такой результат опытов: при вращении шара в восточном направлении (то есть так же, как вращается наша планета) у него появляются магнитные полюса, по расположению совпадающие с магнитными полюсами Земли (рис. За).

Суть следующего опыта показана на рисунке 2а. Токопроводящие кольца и сфера расположены так, что их оси вращения расцентро-ваны. При вращении обоих тел в одну и ту же сторону в них индуцируется электрический ток. Он существует и между кольцом и шаром, которые представляют собой безразрядный сферический конденсатор. Причем для появления токов никакого дополнительного внешнего электрического поля не требуется. Нельзя приписать этот эффект и внешнему магнитному полю, поскольку за счет его направление тока в сфере получилось бы перпендикулярным к тому, которое обнаруживается.

И последний опыт. Поместим то-копроводящий шар между двумя электродами (рис. 1а). При подаче

46

на них напряжения, достаточного для ионизации воздуха (5 ЮкВ), шар начинает вращаться и в нем возбуждается электрический ток. Вращающий момент в данном случае обусловлен кольцевым током ионов воздуха вокруг шара и переносным током — движением отдельных точечных зарядов, осевших на поверхности шара.

Все перечисленные опыты можно провести в школьном физическом кабинете на лабораторном столе.

А теперь представьте, что вы гигант, соизмеримый с Солнечной системой, и наблюдаете опыт, длящийся уже миллиарды лет. Вокруг желтого светила летит по своей орбите наша голубая планета. Верхние слои ее атмосферы (ионосфера), начиная с высоты 50—80 км, насыщены ионами и свободными электронами. Они возникают под действием солнечной радиации и космического излучения. Но концентрация зарядов на дневной и ночной сторонах неодинакова. Она гораздо больше со стороны Солнца. Разная плотность зарядов между дневной и ночной полусферами есть не что иное, как разность электрических потенциалов.

Вот мы и подошли к разгадке: «Почему же вращается Земля?» Обычно самым распространенным ответом было: «Это ее свойство. В природе все вращается — электроны, планеты, галактики...» Но сравните рисунки 1а и 16, и вы получите ответ более конкретный. Разность потенциалов между освещенной и неосвещенной частями атмосферы порождает токи: кольцевой ионосферный и переносной по поверхности Земли. Они-то и крутят нашу планету.

Кроме того, известно — атмосфера и Земля вращаются практически синхронно. Но их оси вращения не совпадают, потому что на дневной стороне ионосфера прижата к планете солнечным ветром В результате Земля вращается в неоднородном электрическом поле ионосферы. Теперь сравним рисунки 2а и 26: во внутренних слоях земной тверди должен течь ток, обратный по направлению ионосферному,— механическая энергия вращения Земли преобразуется в электрическую. Получается планетарный электрогенератор, который приводится в действие солнечной энергией.

Рисунки За и 36 подсказывают, что кольцевой ток в недрах Земли — главная причина ее магнитно