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L'hydrogène est un gaz présent dans l'atmosphère à l'état de traces qui ne peut pas maintenir la vie. Il est synthétisé à partir d'hydrocarbures et d'eau. Le gaz hydrogène constitue la fraction la plus légère de la molécule H2O. L'hydrogène est à la fois l'élément le plus léger et le plus fondamental. C'est un gaz assez réactif, qui entre en combinaison chimique avec la plupart des éléments et qui est faiblement repoussé par des forces magnétiques.
Mouvement magnétique permanent
Une grande partie de la physique est consacrée à l'étude des effets produits dans divers matériaux par l'application d'un champ magnétique. Dans l'atome d'hydrogène, un noyau avec un seul proton chargé positivement, qui reste stationnaire, est orbité par un seul électron chargé négativement. Une telle configuration peut donner l’impression que l’hydrogène a une puissante attraction magnétique, mais ce n’est pas le cas. Le gaz hydrogène n’est en effet que très faiblement magnétique. La raison en est que les atomes d'hydrogène ne sont pas isolés. Ils sont liés ensemble pour former une molécule, qui a une énergie chimique inférieure aux atomes séparés. Au sein de cette molécule, l’élan d’un électron se déplace dans le sens opposé à celui de son voisin. En raison de ce phénomène, la molécule n’est que faiblement magnétique et on considère qu’elle manque d’un moment magnétique permanent.
Loi de Faraday
L'hydrogène est une substance diamagnétique. Le diamagnétisme se produit dans des matériaux dont les atomes ont une paire d'électrons. Selon la loi de Faraday, quand une molécule d’hydrogène est exposée à un champ magnétique, ses électrons qui sont en orbite modifient légèrement leur impulsion. À mesure que le champ magnétique augmente, un champ induit est créé, que les électrons de la molécule ressentent comme une force. Grâce à ce principe de physique, la molécule d’hydrogène acquiert un moment magnétique induit. Ce moment induit est opposé au champ appliqué et est appelé diamagnétisme. Grâce à ces principes de physique, l'hydrogène est faiblement repoussé par un aimant proche.
Magnétisme dans l'espace interplanétaire
Le magnétisme est la force essentielle qui détermine la forme du plasma ou de la matière ionisée. Les régions hydrogène autour des galaxies sont également des plasmas, malgré le faible degré d'ionisation. Le degré d'ionisation dans l'espace interplanétaire varie de celui des régions hydrogène à des états totalement ionisés dans d'autres régions de l'espace. Dans l'espace, cependant, même le plasma faiblement ionisé dans la région de l'hydrogène réagit fortement aux champs électromagnétiques. Le plasma magnétisé, tel que contenu dans la région hydrogène, est l’état dominant dans l’univers dans son ensemble.