Kan magnetismen vara starkare än gravitationen?

Svar av Ove Axner, professor i fysik, verksam inom området laserfysik, Umeå universitet

Den elektromagnetiska kraften (som magnetism är en del av) är starkare än gravitationen på partikelnivå, men för himlakroppar är gravitationen ändå alltid den dominerande kraften. Det beror på att gravitation bara ökar med ökande massa, medan elektromagnetiska laddningar hos olika partiklar kan ta ut varandra så att summan av dem blir nära noll.

Låt oss titta på jorden som vårt första exempel. Här är gravitationen cirka 10 m/s², medan jordens magnetfält är 0,5 gauss – tillräckligt för att vrida en kompassnål men inte mycket mer än så. Grovt räknat är jordens gravitation omkring 16 storleksordningar starkare än dess magnetism.

Solen har ett starkare magnetfält än jorden. På dess yta är styrkan ungefär 1 gauss, alltså det dubbla jämfört med jorden. Å andra sidan är gravitationen där cirka 300 m/s², alltså runt 30 gånger jordens. På solen är gravitationen alltså ännu mer dominerande än på jorden.

Låt oss till slut studera neutron-stjärnorna. De är universums mest magnetiska himlakroppar, med magnetfält som kan nå 10¹⁵ gauss. Neutronstjärnor befinner sig i ett jämviktstillstånd där gravitationen som vill pressa ihop stjärnan balanseras av trycket från neutroner, protoner och elektroner (och förmodligen andra partiklar) som vill det motsatta: att få stjärnan att svälla. Den starka magnetismen bidrar till det sistnämnda trycket. Även hos neutronstjärnan dominerar gravitationen – den pressar ihop himlakroppen till enormt hög täthet. Men vi kan fundera på vad som skulle hända om magnetfältet var så starkt att det tog överhanden. I så fall skulle det magnetiska trycket expandera neutronstjärnan tills den inte längre fanns.

En magnetiskt dominerad himlakropp skulle alltså orsaka sitt eget försvinnande. Därför kan det inte finnas någon himlakropp med starkare magnetism än gravitation.