科学探索|为什么太阳系内部的旋转速度不快?科学家找到古老之谜的新答案( 二 )


对亚原子层面的基础物理学的仔细分析--特别是带电粒子和磁场之间的相互作用--表明角动量在经典意义上是不守恒的,尽管某种被称为“经典角动量”的东西确实守恒 。
经典角动量是原来的普通角动量加上一个取决于粒子上的电荷和磁场的额外数量之和 。对于中性粒子来说,普通角动量和典范角动量之间没有区别,所以担心典范角动量是不必要的复杂 。但对于带电粒子--阳离子和电子--典范角动量跟普通角动量非常不同,因为额外的磁量非常大 。
由于电子是负的,阳离子是正的,离子的内向运动和电子的外向运动--由碰撞引起--增加了两者的典范角动量 。中性粒子由于跟带电粒子的碰撞而失去角动量并向内运动,这平衡了带电粒子典范角动量的增加 。
Bellan指出,这是一个很小的区别,但在整个太阳系范围内却产生了巨大的差异,他认为这种微妙的核算满足了整个圆盘中所有粒子之和的典范角动量守恒定律,只有约十亿分之一的粒子需要带电才能解释观察到的中性粒子角动量的损失 。
此外,Bellan指出,阳离子的内向运动和电子的外向运动导致圆盘成为类似于一个巨大的电池,其正极靠近圆盘中心,负极位于圆盘边缘 。这样的电池将驱动电流从圆盘的平面上方和下方流走 。这些电流将为天体物理喷流提供动力,而这些喷流会从盘中沿盘轴的两个方向射出 。事实上,一个多世纪以来,天文学家一直在观察喷流,而且已经知道跟吸积盘有关,但对于它们背后的力量长期以来却一直是个谜 。