Часто на просторах интернета можно встретить утверждение, что электромагнитные силы (или электромагнитное взаимодействие) очень велики, особенно в сравнении с гравитацией. Я раньше не особо сильно задумывался об этом, а потом решил задуматься, и провести мысленный эксперимент, связанный с тем, чтобы зарядить железо до возможного максимума. Имею в виду удалить или добавить электроны, как это делается с обкладками конденсатора. И далее посмотреть какой будет разряд.

Для примера решил взять железный куб со сторонами 30 см. Я не особо зацикливался на размере куба, хотел чтобы он был не очень большим, и почти не думая выбрал куб со сторонами 30см.
Потом понял, что куб не подходящая форма для этого эксперимента и поменял куб на сферу, которая будет давать такую же массу как и куб со сторонами 30 см.

Имея это, уже можно узнать сколько будет весить такой железный куб или сфера, сколько у него атомов, сколько электронов. Особо на этом останавливаться не буду. Я в простой и понятной форме опишу смысл эксперимента и выводы к которым пришёл на досуге.

Насколько велики электромагнитные силы и насколько важен баланс в природе?
Давайте проведём мысленный эксперимент. Возьмём всем нам хорошо известное железо и придадим ему привычную форму. Для наглядности, пусть это будет куб со сторонами 30 сантиметров, такая форма будет служить хорошим примером.
Но, если хорошо подумать, то со сферой иметь дело будет всё-таки проще, так как у сферы отсутствуют углы, при этом сфера будет лучшим выбором с учетом физики и расчетов. Итак, возьмём железную сферу, которая по массе будет соответствовать нашему 30 сантиметровому кубу. Радиус такой сферы будет 18,6 сантиметров, такая сфера будет иметь массу 212 килограмм.

Чтобы понять, на что способно железо такого размера попробуем зарядить нашу сферу до максимальной величины. Принцип тут такой же, как и в получении электрического заряда на пластиковой расчёски, с помощью трения её об волосы, только обойдёмся без трения, но смысл тот же, - убрать или добавить электроны. Или, как ещё один пример, это такой распространенный компонент как конденсатор, где одна обкладка заряжена положительно, за счет удаления из неё электронов, а другая обкладка заряжена отрицательно, за счет добавления к ней электронов.
Воспользуемся таким же принципом при зарядке железной сферы. Давайте будем удалять из неё электроны проводимости. Почему бы нам не удалить все электроны проводимости, которые присутствуют в ней?

Железо, это очень распространённый металл, присутствующий повсюду. Мы сталкиваемся с железными предметами ежедневно.
Что собой представляет железо? Атом железа, имеет атомный номер 26. Это значит, что количество протонов в ядре атома 26, именно они создают положительный заряд. А также железо имеет 30 нейтронов, что дает атомную массу 56. Раз в железе 26 протонов, то чтобы железо было электрически нейтральным у него должно быть 26 электронов, именно с ними мы будем иметь дело, в нашем мысленном эксперименте. А если точнее, то с электронами проводимости, в железе на каждый атом приходится примерно 2 таких электрона. Их нам думаю будет достаточно.

Железо очень стабильное, попробуем нарушить эту стабильность. Предположим, у нас есть устройство способное придать нашей железной сфере электрический заряд, посредством удаления у неё электронов проводимости, которых как выяснилось в железе на каждый атом приходится примерно два.
Итак, начнём заряжать железо, почти так, как мы это делаем трением пластиковой растёски об волосы.
Предположим, что у нас для этого есть всё необходимое.

Спустя время, мы сталкиваемся с проблемой, в процессе удаления из железной сферы электронов, сфера приобрела настолько высокий потенциал, что из-за преобладания в железе положительного заряда, само железо начинает разрушаться, посредством кулоновского отталкивания между частицами.
Значит, нам нужно новое устройство, которое будет преодолевать это отталкивание, аналог сильного ядерного взаимодействия, которое не дает разрушиться ядру атома, из за скопления в нем протонов, зарядов одного знака.
Итак, проблема решена и мы продолжаем заряжать железную сферу, удаляя у неё всё больше и больше электронов проводимости. Мы хотим убрать их все, не оставив ни одного электрона проводимости, и посмотрим, что в итоге из этого получится.

Спустя ещё время мы сталкиваемся с ситуацией, когда заряд нашей небольшой железной сферы становится настолько большим, что создаёт напряжённость электрического поля такой огромной величины, что из вакуума, начинают появляться электрон-позитронные пары, что приводит к нейтрализации электрического заряда нашей небольшой железной сферы.
Из-за появления из "пустоты" электронов, которые в отличие от нашей заряженной сферы имеют отрицательный заряд, происходит нейтрализация заряда у сферы — и это совсем не то, что нам было нужно.
Мы старательно придавали заряд нашему железному шарику, убирая из него всё больше и больше электронов, а тут из ниоткуда, из самого пространства, появились новые электроны и запрыгнули в нашу сферу.

Печально. Наша цель зарядить железную сферу радиусом почти 19 сантиметров, убрав из неё все электроны проводимости оказалась недостижимой. Но не будем бросать эксперимент, ограничимся тем, что есть. Будем убирать из железной сферы электроны проводимости до того предела, когда из вакуума ещё не начинают появляться частицы, нейтрализующие заряд железной сферы.
В процессе заряда сферы, мы остановимся на самой границе, где величина электрического поля остаётся ещё недостаточной, для рождения частиц из физического вакуума.

Итак, мы зарядили железную сферу до нужной величины, насколько нам позволила физика. Как уже говорилось ранее, она имеет радиус 18,6 сантиметров, и массу 212,2 килограмм. Интересно, сколько электронов проводимости мы в итоге убрали из железной сферы?
Как мы помним, у одного атома железа 26 электронов, при этом только 2 валентных электрона, которые в составе вещества мы называем электронами проводимости, их мы старательно удаляли всё это время.

Итак, — до момента, когда из самого пространства начинают материализоваться реальные частицы, способные к нейтрализации заряда нашего небольшого железного шарика, мы убрали из этого железного шарика, только примерно 0,7 процента всех электронов проводимости.
При этом в сфере останется более 99 процентов электронов проводимости.
Это невероятно малая часть от всех электронов проводимости присутствующих в железной сфере.
При этом, само количество удаленных из сферы электронов проводимости всё равно остаётся огромным.

Теперь, представим, что будет далее.
Итак, что происходит когда мы случайно трением зарядили себя, к примеру пусть это будет палец?
При приближении к другому предмету, например человеку, имеющему отличный потенциал от пальца, последует мгновенный разряд. Для этого даже не обязательно касаться другого человека, достаточно поднести наш заряженный трением палец достаточно близко. Думаю с вами такое бывало.
Этот пример, а также пример с расчёской или зарядкой конденсатора, в основном ничем не отличается от нашего эксперимента с железной сферой. Во всех случаях мы заряжаем предмет, забирая у него электроны или давая ему электроны.
Но так как в железной сфере количество атомов невообразимо огромно, а электронов ещё больше, то сам разряд будет иметь чуууть более масштабные последствия.

Итак, какова итоговая запасенная энергия нашей железной сферы, на пределе Швингера? То есть момента, когда из вакуума рождаются электрон-позитронные пары.

Заряд сферы будет 5 миллионов кулон. Как сравнение, переносимый заряд при ударе молнии это единицы или десятки кулон.

При этом, запасённая энергия равна 6,2 ⋅ 10²³Джоулей.
С чем можно сравнить эту энергию?

В тротиловом эквиваленте мы получим примерно 148 миллионов мегатонн.

Атомная бомба "Малыш" сброшенная на Хиросиму имела мощность 15 килотонн в тротиловом эквиваленте. То есть, это взрыв пятнадцати тысяч тонн тротила одновременно.

Самая мощная атомная бомба в истории человечества, это Царь-бомба, она имела мощность около 58 Мегатонн. Разряд нашей 19 сантиметровой сферы равен взрыву двух с половиной миллионов Царь-бомб одновременно! Или взрыву 148 миллионов мегатонн тротила! Имеется в виду взрыв не 148 миллионов тонн тротила, а именно 148 миллионов мегатонн.

Выделившаяся энергия нашей сферы, в тысячи раз превышает весь реальный ядерный потенциал человечества.

Чиксулубский астероид, уничтоживший динозавров 65 миллионов лет назад и вызвавший планетарную катастрофу, выделил при столкновении с Землёй энергию того же порядка, что и наша 19 сантиметровая железная сфера.

При разряде такой сферы произойдёт взрыв в виде выброса жесткого рентгеновского и гамма-излучения в невероятных масштабах. Почва испарится, образуется огромный кратер, атмосфера в эпицентре превратится в плазму, появится взрывная волна, которая обойдёт всю планету. Гигантское количество почвы выбросится в атмосферу. Всё это будет сопровождаться чудовищной температурой, пожарами.
Это катастрофа планетарного масштаба с последующим глобальным вымиранием жизни на Земле.

Итак, на вопрос, насколько велики электрические силы, можно дать такой ответ: они невообразимо огромны.
Привычное нам железо, например железная штанга, которую мы каждую неделю поднимаем в спортзале, при определённых условиях, при нарушении баланса электрических зарядов, такая штанга может быть оружием глобального уничтожения всего на континенте или даже всей планете.

(Опыты опасные для жизни! не повторять!)

Комментарии (29)


  1. Dotarev
    04.08.2026 05:54

    Забавная статья, но не хватает расчетов. Откуда эти цифры?


    1. Spin360 Автор
      04.08.2026 05:54

      Забавная статья, но не хватает расчетов. Откуда эти цифры?

      Расчёты конечно есть, но я ими решил не усложнять статью и сделать её лёгкой для чтения. Понимаю тепрь, что это может кому-то не понравиться. Но любой желающий может этот эксперимент проверить, все данные в статье есть.


  1. kuza2000
    04.08.2026 05:54

    Все верно. Все взаимодействия, что мы видим воокруг нас - электромагнитные. Все предметы, здания, машины, все взаимодействия между ними. Самые сильные удары, взрывы, цунами и все остальное - тоже электромагнитные взаимодействия. Точнее, его крошечная часть.

    Например, гору Эверест держит тоже электромагнитное поле :) Иначе она бы упала, схлопнувшись в пластинку каких-то там микронных размеров)) Да и мы сами - электромагнитные фантомы с вкраплением положительно заряженных атомных ядер. По объему мы почти полностью состоим из пустоты с электромагнитным полем :))

    Да, расчеты с цифрами в статье не помешали бы, это же хабр :)


  1. SebastianP
    04.08.2026 05:54

    почти как антивещество.

    А как источник энергии? на Земле "натереть расчёской " сферу и поставить на звездолет к Проксиме Центавра ?


    1. kuza2000
      04.08.2026 05:54

      Это вряд ли, хранить огромный заряд, пожалуй, посложнее, чем антиматерию :)


      1. Spin360 Автор
        04.08.2026 05:54

        Это вряд ли, хранить огромный заряд, пожалуй, посложнее, чем антиматерию :)

        Я бы сказал что невероятно сложно. Чтобы удержать такой заряд нужно столько энергии как даёт сам взрыв-разряд. Удерживающее устройство должно создавать давление как внутри нейтронной звезды разве что. А потом нужно резко отключить удерживающее устройство и тогда только будет взрыв-разряд. Нам такое невозможно сделать.


        1. kuza2000
          04.08.2026 05:54

          Аккумулятор лучше сделать на атомных изомерах (не изотопах). Хранить очень просто, как обычные предметы. Но вот как зарядить и вытащить обратно - не придумали пока))


    1. Spin360 Автор
      04.08.2026 05:54

      А как источник энергии? на Земле "натереть расчёской " сферу и поставить на звездолет к Проксиме Центавра ?

      Тягу такой метод давать не будет. Если каким-то образом брать по немного энергию для звездолета из этой заряженной сферы, разве что. Но смысла не много, чтобы энергию взять надо энергию потратить на создание такой сферы.


  1. stantum
    04.08.2026 05:54

    А если сравнить с энергией аннигиляции этой же сферы?


    1. Spin360 Автор
      04.08.2026 05:54

      А если сравнить с энергией аннигиляции этой же сферы?

      не очень честное сравнение. Получается, что аннигилирует всё вещество сферы, все атомы.
      А в статье, за весь взрыв-разряд отвечают только электроны и только 0,7 % от общего числа и это максимум что возможно.


  1. VT100
    04.08.2026 05:54

    Спустя время, мы сталкиваемся с проблемой, в процессе удаления из железной сферы электронов, сфера приобрела настолько высокий потенциал, что из-за преобладания в железе положительного заряда, само железо начинает разрушаться, посредством кулоновского отталкивания между частицами.

    С чего это? Положительный заряд, внесëнный в эксперименте, находится только на поверхности сферы.


    1. Spin360 Автор
      04.08.2026 05:54

      С чего это? Положительный заряд, внесëнный в эксперименте, находится только на поверхности сферы.

      Этим я имел в виду, что при нарушении баланса зарядов, за кулоновское отталкивание отвечают протоны как носители положительного заряда.


      1. ksbes
        04.08.2026 05:54

        Вы хотя бы комментарии можете писать сами без ИИ?

        По сабжу - при накоплении заряда сфера начнёт терять ионы со своей поверхности и, соответсвенно терять заряд. Так что до элекрон-позтронных пар не дойдёт. Можно даже прикинуть предельный заряд когда ионы будут на грани вылета - и он будет далеко не столь впечатляющий (мне лень прикидывать).


        1. Spin360 Автор
          04.08.2026 05:54

          Вы хотя бы комментарии можете писать сами без ИИ?

          По сабжу - при накоплении заряда сфера начнёт терять ионы со своей поверхности и, соответсвенно терять заряд. Так что до элекрон-позтронных пар не дойдёт. Можно даже прикинуть предельный заряд когда ионы будут на грани вылета - и он будет далеко не столь впечатляющий (мне лень прикидывать).

          Я не пишу комментарии с помощью ИИ. Мне кажется, у некоторых уже помешательство на ИИ, вы видите ИИ там, где ИИ нет.

          Не начнёт терять ионы, так как я ввёл в условия эксперимента удерживающее устройство, которое не даёт ионам разлететься. Я это специально подчеркнул в статье.


          1. ksbes
            04.08.2026 05:54

            Вы просто ответили ну совсем не в тему вопроса - так обычно ИИ галюцинирует, отвлекаясь на контекст. Да и сама статья явно не вручную писана (много повторов одной и той же мысли - тоже “ИИ стиль”)

            Что касается ионов - вы принципиально никаким удерживающим устройством их не удержите на поверхности такого шара. Т.к. в вашем “арсенале” на таком масштабе как бы только полторы силы - то же элетромагнитное поле и гравитация. Так что вам нужна либо 1) внешняя сфера с ещё большим зарядом - но такая сфера сама свои ионы не удержит, либо 2) чёрная дыра внутри шара со всеми вытекающими эффектами на фоне которых заряд шара - незначительная погрешность.

            Можно конечно воспользоваться “мысленой волшебной палочкой” - но это уже не физика.

            Так что цифра заряда у вас очень сильно завышена - именно потому что в металле весь дисбаланс заряда всегда на поверхности, в слое толщиной в атом-другой. А весь остальной массив металла будет элетронейтральным, даже если на поверхности будут электрон-позитронные пары рождаться.

            З.Ы. заражать кстати такую сферу лучше всё же не трением )), а потоком позитронов - чтобы они аннигилировали электроны.


            1. Spin360 Автор
              04.08.2026 05:54

              Вы просто ответили ну совсем не в тему вопроса - так обычно ИИ галюцинирует, отвлекаясь на контекст. Да и сама статья явно не вручную писана (много повторов одной и той же мысли - тоже “ИИ стиль”)

              Статью писал я. Писал не за раз, что то исправлял, где то находил ошибки и переписывал. Поэтому текст может казаться рваным. Или просто у меня стиль изложения материала похож на то, как это делает ИИ, я не знаю.

              Но если вам будет приятно, то да, я— ИИ! Пишу статьи и комментарии ,когда пользователь на работе.


    1. Pand5461
      04.08.2026 05:54

      Ну вот к поверхности и будут приложены силы, стремящиеся всё разорвать. Как именно будет разрушение идти - отслаивание тонкого слоя с поверхности или распад на более крупные куски - мои знания о прочности не позволяют оценить.


  1. chebo
    04.08.2026 05:54

    Куб, сфера, 212 кг... каша малаша какая-то. Что это за сфера, которая весит 212 кг? Может всё-таки шар? (про куб и сферу напомнило из студенческих времен: пусть число атомов в этом объеме равно N... нет, N мало, пусть будет М ))


    1. Spin360 Автор
      04.08.2026 05:54

      Может всё-таки шар?

      Термин шар тоже используется в статье. Я понял ваше замечание)


  1. ksbes
    04.08.2026 05:54

    Вы ещё попросите свою нейросеть описать что будет если на Земле оставить только протоны, а на Луне только электроны?