地球空间以太旋涡就是一个巨大的离心机，导致各类物质按密度大小成梯度分布。
范•艾伦带，是地球以太旋涡空间物质轻重梯度分布的体现。质子与电子相对其它元素原子以太旋涡，其质量最小，于是就分布在以太旋涡的外围。而电子质量又比质子质量要小，于是电子带又分布在质子带之外，它们都漂浮在这个地球以太旋涡中作随波逐流运动。
因质子电子的极性最强，且两极周边空间旋涡流导致的力不平衡，于是在两极附近的电子与质子随涡流直接会落入涡管通道中，如此运动导致范·艾伦带呈现出中间凹陷的甜圈圈饼空间形态。
坠落涡管内的电子、质子同南北极大气作用形成极光，这是极光的第二个成因，是次要成因。
