'Koronoidalne wyładowania elektryczne', wyprodukowane przez Pupina w najstarszym znanym solellusie (1892). © Pupin.
23 sierpnia 2016
Spekulacje na temat elektrycznych aspektów Słońca były powszechne przed Birkelandem.
Jak dotąd, elektron nie został odkryty. Około 1879 roku, francuski fizyk Antoine Henri Becquerel (1852-1908) rozumował, że plamy słoneczne są zagłębieniami, przez które wodór oraz inne substancje uciekają z fotosfery Słońca
, aby w końcu spowodować ziemską zorzę:
(...) wodór zabiera ze sobą ładunek dodatni, który rozchodzi się po przestrzeni planetarnej, nawet do atmosfery Ziemi zawsze tracąc na intensywności, ze względu na złe przewodzenie powietrza oraz skorupy ziemskiej.
Wciąż utrzymywał się pogląd, że rozchodzenie się elektryczności przez przestrzeń międzyplanetarną jest ograniczone przez dyfuzję materii, więc nie może rozejść się w próżni
. Zmieniło się to w 1881 roku, kiedy niemiecki fizyk Eugen Goldstein (1850-1930) zapewnił, że wyładowanie jest procesem, mającym miejsce w swobodnym eterze
, ożywiając poglądy zawarte w niektórych cytatach powyżej. W 1876, Goldstein ukuł termin promienie katodowe
, znane dziś jako wiązki elektronów, wąskie i skupione strumienie elektronów, przemierzające próżnię. Odpowiednio, jemu przypisuje się pogląd, że Słońce wysyła promienie katodowe
, powodujące zorzę:
Pewne ziemskie zjawiska natury elektrycznej albo magnetycznej, które, ze względu na zbieżność ich okresów i epok ze zmianami słonecznymi, są wyjaśniane przy pomocy wpływu statycznego, indukcji magnetycznej, (...) masy Słońca, mogą być wygodnie odniesione do prądów elektrycznych, promieniujących przez kosmos z ciała centralnego. (...) można to sobie wyobrazić, że Słońce emituje promienie elektryczne tak samo, jak światło.
William Huggins (1824-1910) był angielskim astronomem spekulującym, że proteburancje w koronie słonecznej mogą być, przynajmniej częściowo, wyładowaniami elektrycznymi, podobnymi do ziemskich zórz.
W 1885 powiedział on Towarzystwu Królewskiemu w Londynie:
Największe manifestacje ziemskich zaburzeń elektrycznych muszą być jako całość nieznaczne wobec zmian elektrycznych, jakie muszą towarzyszyć ciągłej i budzącej grozę aktywności fotosfery. (...) Z pewnością nie przesadzamy, mówiąc, iż nasze ziemskie doświadczenie błyskawic i zórz zawodzą w dostarczeniu nam jakichkolwiek właściwych podstaw prawdziwych idei na temat sił elektrycznych, działających na Słońcu.
Podążając śladami poprzednich naukowców, Huggins twierdził, że światło zodiakalne może być funkcją aktywności korony, że Merkury i Wenus mogą być stale naładowane elektrycznością innego imienia, niż ta na Słońcu
(?), jak również bardziej odległe planety
, oraz, że komety oddziałują ze Słońcem elektrycznie. Mówiąc o świetlistych strumieniach , smugach i zakrzywionych promieniach
, widzianych w komach, analogicznych do strumieni koronalnych, Huggins napisał:
(...) jedyna teoria, wyjaśniająca je w sposób satysfakcjonujący, i która wydaje się zdążać do ostatecznego zaakceptowania, przypisuje je zaburzeniom elektrycznym, szczególnie sile odpychającej, działającej od Słońca, przypuszczalnie elektrycznej, która zmienia się na powierzchni, i niepodobnie do grawitacji, jak masa. Siła tej natury w przypadku silnej rozrzedzonej materii może z łatwością przezwyciężyć grawitację, i, jak widzimy w warkoczach komet, zdmuchnąć ten rodzaj materii na ogromne odległości mimo grawitacji.
Idąc dalej, w 1891 i 1892 roku, amerykański fizyk Major Albert Veeder (1848-1915) bronił swojej hipotezy elektro-słonecznej
, twierdząc, że wybuchowe siły elektryczne ze Słońca, najpewniej objawiające się flokulami, są przenoszone przez koronę i światło zodiakalne ku Ziemi, gdzie biorą udział w powstawaniu zórz, antycyklonów i trzęsień ziemi.
W mowie, wygłoszonej w 1892 roku, niemiecko-brytyjski fizyk Franz Arthur Friedrich Schuster (1851-1934) zidentyfikował kilka tematów, wymagających dalszych badań z otwartym umysłem. Obejmowały zagadnienie Słońca jako potężnego magnesu
: Warkocze komet, które, jak pokazują obserwacje zaćmień, rozchodzą się od Słońca we wszystkich kierunkach, składają się z wyładowań elektrycznych. Efekt magnesu na wyładowanie jest znany...
W innym miejscu, rozważając 'eter': Czy jest wystarczająco materii w przestrzeni międzyplanetarnej, aby była przewodnikiem elektryczności? Wierzę, że dowody wskazują tą możliwość. Ale przewodnictwo to może być jedynie niewielkie...
W trzecim miejscu wspomina o plamach słonecznych:
...czy to niemożliwe, że wyładowania elektryczne, wychodzące ze Słońca, i sztucznie przyspieszające parowanie na jego powierzchni, mogą chłodzić region, z którego wychodzą, tworząc tym samym plamy słoneczne? (...) Czy okresowość plam słonecznych oraz powiązanie tak niepodobnych zjawisk, jak plamy na słońcu i zaburzenia magnetyczne na Ziemi, mogą być spowodowane okresową zmianą w przewodnictwie w części przestrzeni wokół Słońca? Takie zwiększenie przewodnictwa mogłoby powstać dzięki materii meteorytowej, obiegającej Słońce.
W tym samym roku, serbsko-amerykański fizyk i chemik Mihajlo Idvorski Pupin (1858-1935) zaraportował o serii koronoidalnych wyładowań elektrycznych
, które wyprodukował na mosiężnej sferze wewnątrz bańki próżniowej, o próżni w różnym stopniu rozrzedzenia
, przypominające w wielu charakterystycznych szczegółach zachowanie i wygląd korony słonecznej
: Wszystkie te zjawiska sugerują memu umysłowi silne podobieństwo pomiędzy strumieniami wyładowania elektrycznego w słabej próżni, a strumieniami korony słonecznej...
Poza cechami przywołującymi granularną strukturę oraz flokule, jedno z wyładowań pomiędzy mosiężną sferą a folią aluminiową (...) wyglądało jak czarna meduza z ognistym wężem tańczącym wokół jej głowy.
Pupin był przypuszczalnie innowacyjny w sposobie użycia tego, co nazwałem Solellus w 2012 roku – jest to 'terrella' modelująca Słońce.
Przewińmy znów do roku 1903, kiedy to niemiecki fizyk Hermann Ebert (1861-1913) wyłożył swoją elektromagnetyczną teorię korony słonecznej
: Korona jest widoczną reakcją rozdrobnionej materii w pobliżu Słońca pod wpływem dielektrycznej polaryzacji, następującej w różnych częściach Słońca
, w czasie, gdy siły elektryczne są wzbudzone
w jego pobliżu. Podczas, gdy wcześniejsze teorie o siłach elektrycznych wychodzących ze Słońca
, jak u Zöllnera, że kawałki świecącej materii są wyrywane ze Słońca i odpychane siłą elektryczną
, naruszając zasady dynamiki
, Ebert zanotował, że wystarcza rozchodzenie się w strumieniach raptownie zmieniającej się polaryzacji dielektrycznej.
Użycie solellusa umożliwiło Ebertowi zreplikowanie włóknistej struktury korony
i jej zmian ze stanu zapadniętego do rozłożystego podczas cyklu słonecznego:
Należy jedynie wzbudzić, na przewodzącej kuli umieszczonej w rozrzedzonej atmosferze, okresowo zmieniające się oscylacje elektryczne o niskim tłumieniu. (...) Kiedy kula jest ładowana i rozładowywana, podczas pracy iskier w szczelinie, promieniste strumienie wychodzą z niej beż żadnego przewodnika na powierzchni szklanego cylindra. Strumienie wychodzą z punktów kuli, w których zaburzenia warunków elektrycznych otoczenia są najbardziej zmasowane, szczególnie na nieregularnie zakrzywionych częściach powierzchni, spowodowanych w naszych doświadczeniach przez małe odkształcenia od formy sferycznej. Zjawiska powstałe w ten sposób (...) wykazuj ą następujące specjalne cechy i są doskonałym odpowiednikiem korony słonecznej (...)
Używając tego samego urządzenia, Ebert otrzymał zjawiska, zgadzające się razem z wyglądem komet; będące wyraźnie w najściślejszym związku z aktywnością Słońca
– szczególnie warkocz, skierowany w przeciwnym do Słońca kierunku. I, chociaż ostatnio odrzucane przez pewne autorytety, na przykład Lorda Kelvina
, Ebert uważał również za wiarygodne powiązanie aktywności słonecznej z ziemskim magnetyzmem
: Jeżeli Słońce faktycznie jest źródłem zaburzeń elektromagnetycznych, musi być źródłem promieniowania elektromagnetycznego. Ziemia jest przewodnikiem (...) strumienie elektromagnetyczne muszą mieć wpływ na warunki magnetyczne na Ziemi.
Autor: Rens Van Der Sluijs
Przetłumaczono z: Current Models of the Sun — A Charged Subject Part 4
Przetłumaczył: Łukasz Buczyński
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz