Может ли магнитное поле объекта быть сильнее его силы тяжести?

Может ли планета, звезда или другое магнитное поле иметь более сильное магнитное поле или иметь больший радиус действия, чем его гравитация?

Давайте рассмотрим подходящую магнитную силу (в отличие от силы Лоренца на движущемся заряженном объекте, описанном в ответе @ KenG ) на образце $S$ из намагниченного материала с массой $M_S$ в качестве способа сравнения. Давайте предположим , что произвольно имеет фиксированный, постоянный магнитный момент $m_S$ . Мы не можем использовать железо, потому что оно будет насыщаться слишком легко.

Тогда давайте посмотрим, как силы масштабируются по-разному с расстоянием

Если мы уменьшаем эти скалярные уравнения на радиус $R$ (предположит , $\mathbf{m_S}$ и $\mathbf{B}$ параллельны) предполагает , что все силы являются привлекательными, и оценить потенциалы и их градиенты на экваторе тела в этом физическом радиусе $R$ . Поскольку магнитная сила на нашем образце диполя падает быстрее, чем гравитационная сила, мы должны оценить их на самом близком физически возможном расстоянии:

где наш образец - это расстояние $R$ от нашего источника поля, а его момент $m_S$ намагничен на 1 Тесла, умноженный на объем редкоземельного магнита в 1 кг, примерно 0,000125 кубических метров.

Все единицы MKS, все грубые, приблизительные числа с акцентом на сильнейшие магнитные поля

Body             R (m)      M (kg)    B(r=R) (T)    F_G  (N)    F_B (N)    F_B/F_G
Earth            6.4E+06    6.0E+24   5.0E-05       9.8E+00     2.9E-15    3.0E-16
Jupiter          7.1E+07    1.9E+27   4.2E-04       2.5E+01     2.2E-15    8.8E-17
Neutron Star     1.0E+04    4.0E+30   5.0E+10       2.7E+12     1.9E+03    7.0E-10
Magnetar         1.0E+04    4.0E+30   2.0E+11       2.7E+12     7.6E+03    2.8E-09

Таким образом, даже для магнетара (см. Также 1 , 2 ( разновидность нейтронной звезды с очень сильным магнитным полем)) магнитная сила на нашем образце постоянного магнита весом в 1 кг составляет всего 3 части на миллиард и равна силе гравитации.

Вы могли бы увидеть гораздо более благоприятное соотношение, если бы вы сравнили две субатомные частицы на коротких расстояниях (например, 1E-15 метров), но для астрономических объектов гравитация, кажется, выигрывает разумно.

Это зависит от того, на какой объект он действует. Есть много объектов, включая звезды, которые имеют магнитные поля, в которых силы Лоренца на заряженные частицы, такие как электроны и протоны, сильнее, чем сила гравитации на них.

Также помните, что сила силы Лоренца зависит от скорости частицы, движущейся через нее, поэтому достаточно быстрый движущийся электрон даже здесь, на Земле, получит большую магнитную силу, чем сила тяжести. Таким образом, магнитное поле Земли способно содержать заряженные частицы в поясах Ван Аллена, которые не может содержать его гравитация.

Это не невозможно, но короткий ответ «нет».

Гравитационное поле будет ускорять все вещество и энергию одинаково, в то время как магнитное поле будет ускорять только движущиеся электрические заряды (другие магниты).

Сила, обусловленная силой тяжести, пропорциональна обратному квадрату расстояния, а сила, обусловленная магнетизмом, асимптотически приближается к обратному кубу расстояния. На некотором критическом расстоянии гравитационная сила станет сильнее, чем магнитная сила.

Если бы большая часть большого тела не была магнитной, даже над магнитными полюсами магнитное поле, вероятно, было бы слишком низким, чтобы поднять обычный магнит в гравитационном поле большого тела.