Na lewo: rozbłysk gamma (GRB) 110328A. Z prawej: Penumbra i włókna skupiacza plazmy. Prawa: (Z lewej) NASA/Swift/Stefan Immler. (z prawej) Focus Fusion Society.
6 października 2011
Zbiegające się, radialne włókna wskazują na międzygwiezdne prądy Birkelanda obkurczające się w kształt klepsydry.
Według niedawnego doniesienia prasowego, Burst Alert Telescope satelity SWIFT odnalazł najdłużej otrzymujące się, zaobserwowane, źródło gamma. Swift nazywa się tak dlatego, że może szybko identyfikować i transmitować współrzędne różnych niebieskich silnych źródeł energii, przez co instrumenty optyczne mogą lokalizować związane z nimi obiekty widzialne (o ile istnieją).
Jednomyślna opinia pomiędzy astrofizykami, studiującymi to zagadnienie, widzi supermasywną czarną dziurę (SMBH) w centrum galaktyki, w której wykryto GRB. Mówi się, że materia z sąsiedztwa czarnej dziury jest do niej zasysana i przyspieszana przez silne pole grawitacyjne. Ekstremalne prędkości hipotetycznie podgrzewają cząstki, w miarę przybliżania się do prędkości światła. To owo wzbudzenie uważane jest za źródło promieni rentgena i gamma.
Z drugiej strony, elektromagnetyczny skurcz-z może ścisnąć plazmę z taką siłą, że nagle się ona kurczy. Prąd elektryczny, płynący przez taki skurcz, może spowodować erupcję plazmy w wyładowaniu łukowym. Widzimy struktury plazmy, gdy patrzymy na mgławice, jak również pozostałości po supernowych, a zachowują się one zgodnie z prawami wyładowań i obwodów elektrycznych.
Jedną z oznak zjawiska w skupiaczu plazmy jest śrubowate pasmo energii, otaczającej promieniujący łuk elektryczny i torus z ciemnego prądu. Pasmami są śrubowate pola magnetyczne, ściskające plazmę. Na dwóch zdjęciach u góry, skupienie plazmy porównywane jest z emisjami gamma z GRB110328A.
To nie czarna dziura ukształtowała struktury wokół tego GRB. Blisko centrum Drogi Mlecznej, i przypuszczalnie w centrach innych galaktyk, istnieje obfitość energii elektromagnetycznej. Może tam istnieć 28 włóknistych pasm (lub 56 lub 49, lub jeszcze inne liczby, omawiane przez Alfvéna, Peratta, Thornhilla i innych) w chmurze penumbry gwiazd i mgławic, zasilanej przez efekt działa plazmowego.
Prądy Birkelanda umożliwiają elektryczności przemierzać przez kosmos wielkie odległości, analogicznie do linii przesyłowych na Ziemi. Plazma jest kompresowana w długich, skręconych włóknach, wychodzących z jąder galaktyk. Linie te są czasem widoczne na zdjęciach galaktyk jako poprzeczki, wirujące pod kątem prostym do prądu płynącego w centralnym zgrubieniu. Jest to najgęstszy przepływ prądu, gdzie powstają gwiazdy. GRB nie powstają dzięki grawitacji, ale elektrycznej naturze Wszechświata i sposobowi zachowania się plazmy w polu magnetycznym.
Kristian Birkeland, eksperymentujący z terrellą (1908-1913).
25 sierpnia 2016
Spekulacje o elektrycznych aspektach Słońca były powszechne na długo przed Birkelandem.
W publikacji z 1904 roku, szwedzki fizyk i chemik, Svante August Arrhenius (1859-1927), twierdził, iż ciśnienie promieniowania słonecznego ma wpływ na warkocze komet i powstawanie ładunków ujemnych w atmosferach ciał niebieskich, w tym Ziemi, dopóki ładunek nie urośnie do stopnia prowadzącego do wyładowania i promieni katodowych, które prowadzą ładunek z powrotem we Wszechświat. Arrhenius ostrożnie rozważył równowagę pomiędzy elektronami, wychodzącymi ze Słońca i przychodzącymi. Rozumował, że Słońce musi pobierać tyle elektronów, ile traci, żeby zachować elektryczną równowagę, i że ciśnienie promieniowania, wywierane na inne gwiazdy, zmusza je do wyrzucania naelektryzowanych cząstek pyłu, które muszą potem przejść przez zewnętrzne obszary Słońca, gdzie powodują dostatecznie dużą różnicę potencjałów, aby doszło do wyładowania:
Jeżeli Słońce emituje wokół tylko ujemnie naładowane cząstki, nabrałoby wkrótce tak dużego ładunku dodatniego, że siła elektryczna wkrótce ściągnęłaby je z powrotem. Musi więc być jakaś przyczyna, dostarczająca z powrotem do Słońca tyle ujemnych ładunków, ile z niego ucieka na skutek emisji. (...) owe naładowane ciała rozłączają się z ujemnym ładunkiem w postaci elektronów, przemierzających przestrzeń. Droga owych elektronów jest pod silnym wpływem dodatnio naładowanych Słońc. Ich ścieżki stają się przez to zakrzywione i kreślą hiperbole wokół Słońc. Jeżeli ich peryhelium jest mniejsze, niż promień Słońca, wpadają do niego, niwelując jego ładunek dodatni. (...) Słońce odzyskuje z przestrzeni tyle ujemnej elektryczności, ile straciło. Ładunki elektryczne ze Słońca są przez to bardzo efektywnymi regulatorami (...) Z tych rozważań widzimy, że efektywna równowaga pomiędzy zyskami a stratami w ujemnej elektryczności zostaje zachowana.
Nie jest jasne, czy Arrhenius uważał przypływ elektronów tylko za przyczynę świecenia korony i mgławic planetarnych, a ciepło za przyczynę światła fotosfery, czy też sformułował model elektrycznego wszechświata, w którym tworzą one wszelkie światło gwiazd. Co więcej, wykluczył, aby Słońce mogło rozpraszać elektrony w postaci promieni katodowych: Gdyby przypuszczać, jak to robią niektórzy autorzy, że ujemna elektryczność opuszcza Słońce w postaci promieni katodowych, efektywna cyrkulacja, opisana powyżej, nie mogłaby mieć miejsca. Podczas, gdy dopływ elektronów do Słońca zdominowany byłby elektrycznością, ich emisja związana by była z siłą nie elektryczną, jaką jest ciśnienie promieniowania.
Abstrahując od wielu równie godnych wzmianki, acz niewątpliwie przeoczonych, był to czas, gdy na scenę wszedł Kristian Birkeland. Respektując wiele z ich przemyśleń, Birkeland spoczął na ramionach olbrzymów. Wiodącą rolę w rozwoju jego modeli była praca z terrellami i solellami, nie tylko celem wyjaśnienia ziemskiej zorzy, ale również światła zodiakalnego, warkoczy komet i pierścieni Saturna. Strumienie cząstek, emitowane przez Słońce, były w tym kluczowe, ale zamiast ciśnienia promieniowania, wywieranego na pył, miały formę 'promieni katodowych'. Zakładając, że korona słoneczna jest pochodzenia elektrycznego, Birkeland wskazał plamy słoneczne jako najprawdopodobniejsze źródło strumieni elektronów, odpowiedzialnych za zorze polarne. Tak, jak jedynie namagnesowany solellus mógł wykazywać plamy słoneczne, i wszystkie jego inne właściwości świetlne, w warunkach zewnętrznego zasilania w słabej próżni, tak samo Słońce, na którym wszystko jest magnetyczne, powinno być zasilane z zewnątrz. Jego własne słowa:
Wreszcie można założyć, a to, zgodnie z analogiami doświadczalnymi, wydaje się najprawdopodobniejsze, że Słońce, w relacji z kosmosem, posiada potężny ujemny ładunek, o wartości około 600 milionów woltów.
Według Birkelanda, Słońce zawdzięcza większość swojego magnetyzmu korpuskularnym, zamkniętym prądom na zewnątrz Słońca. Rozszerzając, każda gwiazda we Wszechświecie jest areną działania sił elektrycznych o niewyobrażalnej sile.
W świetle długiej linii swych świetlnych prekursorów, które aspekty wizji Birkelanda była całkowicie oryginalna? Użycie terrelli i solelli nie było osobliwością, pozwalającą jedynie na symulację wiatru słonecznego, ziemskiej magnetosfery i zorzy, zasilanymi elektrycznie, lub przez 'promienie katodowe'. Zasługą Birkelanda było skatalogowanie szerokiego pola obserwacji zorzy, prądów tellurycznych i światła zodiakalnego; replikacja plam słonecznych; odkrycie przepływu prądów słonecznych wewnątrz ziemskiej magnetosfery, wzdłuż linii pola geomagnetycznego; oraz badanie, czy 'przylegające do pola' prądy zamykają obwód przez jonosferę prostopadle czy równolegle.
Co miało miejsce po Birkelandzie, do czasów obecnych? Wiele pojęć, rozważanych przez ów szereg wczesnych naukowców, zostało zaakceptowane i było rozwijane – pole heliomagnetyczne, wiatr słoneczny, oddziaływania słoneczno-ziemskie, planetarne magnetosfery oraz procesy elektromagnetyczne w chromosferze, koronie, świetle zodiakalnym, w warkoczach jonowych komet oraz zorzach polarnych. Ale kiedy przychodziło do bardziej radykalnych pomysłów, jak elektryczne przyczyny części, lub całości światła gwiazd, to Birkeland był raczej ostatnim, a nie pierwszym, reprezentantem tradycji naukowej. Trwające od dawna przypuszczenia, że żarzenie koronalne jest generowane przez zewnętrzne prądy elektryczne, wygasło w latach 20-tych, gdy Arthur Eddington i Georg Gamow utorowali drogę do teorii gwiazdowej nukleosyntezy.
Elektromagnetyczny model Słońca i innych aspektów kosmologii, traktowane bez pogardy i reprezentujące nawet główny paradygmat, podczas drugiej połowy XIX wieku, obłożono klątwą po narodzinach mechaniki kwantowej oraz teorii Einsteina. Nieliczni, indywidualni dysydenci, którzy kontynuowali zgłębianie bardziej kontrowersyjnych potencjałów elektrycznych w kosmologii – Charles Bruce, Immanuel Welikowski, Eric W. Crew, Hannes Alfvén, Ralph Juergens oraz ich uczniowie – zostali odrzuceni na same obrzeża pola badań, o ile nie bezceremonialnie odrzuceni. I choć wielu niosło lampę, w nadziei, być może pomyślnej demonstracji współczesnego solellusa, aby ponownie zapalić debatę – przeprowadzony na tą samą skalę i z tą samą elegancją, jak to pokazywano na uczelni wiek temu. W obecnej sytuacji, być może wszystko zależy od tego, kto jest u władzy.
Autor: Rens Van Der Sluijs
Podziękowania dla Roberta J. Johnsona za wskazanie paru defektów w szkicach.
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.
Spekulacje na temat elektrycznych aspektów Słońca były powszechne jeszcze przed Birkelandem.
Idee irlandzko-angielskiego fizyka Osborna Reynoldsa (1842-1912) zaznaczyły się jako kolejny intelektualny kamień milowy. W kilku mało znanych artykułach, datowanych na lata 1870-1871, sugerował on, że warkocze kometarne nie są przydatkami parującymi z jądra, lecz obszarami lokalnego eteru, oświetlonego pod wpływem elektryczności słonecznej – po raz kolejny przywołując doświadczenia z tubami wyładowaniowymi:
...kiedy elektryczność, w pewnych określonych warunkach, jak w tubach dr Geisslera, przechodzi przez niezwykle rozrzedzony gaz, powstały widok przypomina warkocze komet; im rzadszy gaz, tym bardziej jest na to podatny, oraz, o ile nam dotąd wiadomo, nie ma ograniczenia na ilość gazu w ten sposób oświetlonego. Możemy się zatem spodziewać, że przyczyną wzbudzenia jest elektryczność, oraz materiał, na który ona działa i który wypełnia przestrzeń, ma takie same własności, jak ów gaz. Co więcej, możemy postrzegać Słońce jako czynnik wywierający taki wpływ na elektryczność, że warkocze komet mają taki a nie inny kierunek. Przy takim wyładowaniu elektrycznym będą one odpychane przez każde ciało naładowane przez podobną elektryczność w pobliżu. Elektryczność ta byłaby wyładowywana przez komety z powodu pewnego wpływu, wywieranego na nie przez Słońce...
...w przestrzeni kosmicznej istnieje materia w formie gazu, a (...) komety powodują komety sprawiają, że jest ona elektrycznie oświetlona przez muśnięcie...
Jak paru jego poprzedników, Reynolds rozpoznał fundamentalne pokrewieństwo pomiędzy warkoczami komet, zorzą planetarną i koroną słoneczną – które dziś zostałyby nazwane żarzącą się plazmą:
Myślę, że ta elektryczna hipoteza jest wspierana, według mnie, przez analogię pomiędzy kometami, koroną oraz zorzą polarną; analogię sugerującą wspólną przyczynę. (...) Zorza przez długo czas była uważana za zjawisko elektryczne, a ostatnio ten sam efekt został odtworzony w wyładowaniu elektrycznym o wielkiej intensywności w bardzo rozrzedzonym gazie, bez ograniczenia przestrzeni. Zatem, dlaczego warkocze komet oraz korona nie miałyby być również zjawiskami elektrycznymi? Ich wygląd i zachowanie pasują dokładnie do zorzy i z pewnością nie ma nic trudnego w wyobrażeniu sobie Słońca, będącego zarówno źródłem tak dużej ilości ciepła, jak i pewnej ilości elektryczności. (...) było wystarczającym wskazać na zorzę polarną, która jest powszechnie uważana za elektryczną (...) elektryczność może formować ogony komet oraz koronę słoneczną.
Podany przez Reynoldsa opis światłonośnego eteru brzmi dokładnie, jak współczesny opis plazmy:
“… may we not assume that it is the medium which fills space that is illuminated by the electric discharges? … At any rate, it is certain that the appearance of streamers, the rapidity of change and emission, the perfect transparency and the wave-like fluctuations which belong to these phenomena, are all exhibited by the electric brush … I have only to add that the main assumption involved in the electric theory is, that space is occupied by matter having similar electrical properties to those of these … The reasoning I made use of was, essentially à fortiori. I pointed to the fact that the electric brush as seen in the Geissler tubes exhibits similar appearances, and that at the times of greatest display on the part of comets and the aurora similar conditions are present, such as a change in the action of the sun, conditions which, to say nothing more, are favourable to electric disturbance.”
... czy nie możemy założyć, że jest to ośrodek wypełniający przestrzeń, oświetlany przez wyładowania elektryczne? (...) W dowolnym tempie, i najwyraźniej pod postacią strumieni, raptowność zmian i emisji, doskonała przezroczystość i falujące fluktuacje owego fenomenu, są wszystkie obecne w wyładowaniu snopiącym (...) Muszę tylko dodać, że głównym założeniem związanym z teorią elektryczną jest wypełnienie przestrzeni materią o podobnych właściwościach elektrycznych do owej (...) [?] Podkreśliłem fakt, że wyładowanie snopiaste, widziane w tubie Geisslera, wykazuje podobne cechy, oraz że w momentach największej widoczności widoczne są na częściach komet i w zorzy, jak zmiany pod wpływem Słońca, które, by nie mówić nic więcej, są
Co więcej, Reynolds uświadomił sobie, że polaryzacja elektryczna tych odpowiednich układów nie tkwi w ich indywidualności, ale znajduje się w relacji pomiędzy Słońcem a Ziemią lub kometą:
To całkiem jasne, że warkocz komety nie może istnieć dzięki wyładowaniu między elektrodami, które są obie na samej komecie. W ten sam sposób, z miejsca zajmowanego przez koronę, raczej nie może ona istnieć na skutek przechodzenia elektryczności pomiędzy dwiema elektrodami na Słońcu. Jeżeli warkocz komety jest elektryczny, istnieje on dzięki wyładowaniu elektryczności jednego lub innego rodzaju z komety, co, jak na razie, wyjaśnia tylko jedna elektrodę. To samo można powiedzieć o koronie słonecznej. (...) Słońce, działając poprzez parowanie lub inaczej, powoduje stałe zaburzenia elektryczne pomiędzy Ziemią a jej atmosferą, ujemnie naładowanym stałym gruntem a dodatnią atmosferą a (...) zorza jest połączeniem owych stref elektrycznych, mającym miejsce w atmosferze. (...) Jeżeli ma miejsce ciągłe zaburzenie elektryczne pomiędzy Słońcem a ośrodkiem, w którym jest umieszczone, więc Słońce zostaje naładowana ujemnie a ośrodek dodatnio, złączenie tych dwóch elektryczności uformuje koronę.
Jak przedtem Herschel, Reynolds rozmyślał nad rolą elektryczności w napędzaniu mechanizmu świecenia słonecznego:
Nie można się spodziewać, iż traktuję Słońce jako rezerwuar elektryczności, która ciągle paruje w przestrzeń. Uważam, że zasilanie elektrycznością jest w Słońcu utrzymywane przez jakiś proces fizyczny pomiędzy nim samym a okolicznym ośrodkiem, gdzie Słońce staje się naładowane ujemnie a ośrodek dodatnio. Można to dobrze zilustrować analogią to maszyny elektrycznej (...) Załóżmy, że Słońce jest w miejscu gumki, podczas, gdy eter jest szkłem: wówczas korona odpowiada iskrom lub wyładowaniom snopiastym pomiędzy, opuszczającym przewodnik. (...) Jeśli korona jest wyładowaniem elektrycznym, elektryczność będzie stale przenosiła pewne elementy Słońca w przestrzeń, gdzie będą się odkładać i kondensować.
Chociaż Reynolds odnosi się również do przeczucia, że ciągły strumień materii ze Słońca wyjaśnia pochodzenie meteorów, z pewnością dobrze wyczuł nieustanne przenoszenie pola elektrycznego w wietrze słonecznym.
Richard Anthony Proctor (1837-1888) był angielskim astronomem, który, we wczesnych latach 70-tych XIX w. podobnie spekulował nad wyrzucaną przez Słońce materią, powiązaniem rozbłysków słonecznych z zaburzeniami magnetycznymi na Ziemi oraz nad elektrycznymi kometami.
W monografii, jaka ujrzała światło dzienne w 1872 roku, niemiecki astrofizyk Johann Karl Friedrich Zöllner (1834-1882) szczegółowo opisał opinię, że warkocze kometarne oraz ich kierunki są zjawiskiem elektrycznego odpychania na skutek swobodnej elektryczności na powierzchni Słońca. Zöllner argumentował, że założenie o dalekosiężnym oddziaływaniu elektrycznym Słońca na wszystkie okrążające je ciała jest potrzebne i dostateczne do zapewnienia wszystkich kluczowych i charakterystycznych cech ogonów i parujących skorup komet. Obejmowało to ciągły rozwój elektryczności na powierzchni Słońca, będący ciągle podtrzymywany przez zachodzący tam proces.
Amerykański historyk naturalny, Jacob Ennis (1807-1890), napisał artykuł zatytułowany Elektryczna zawartość Układu Słonecznego, opublikowany w 1878 roku. Bronił w nim pozycji zajętych przez poprzedników:
Światło zodiakalne, zorza polarna, korona słoneczna oraz warkocze komet, wszystkie są różnymi formami tej samej rzeczy. Są elektrycznymi wyładowaniami snopiastymi, dokładnie takimi samymi, jakie widać w nocy wylatujące z silnie naładowanej maszyny elektrycznej.
Ennis wyobrażał sobie parowanie jako mechanizm operacyjny: Na naszym wielkim globie, na Słońcu, oraz na kometach, poprzez parowanie rozchodzi się elektryczna ciecz. Na Ziemi, wyższe obszary atmosfery są zawsze silnie naładowane elektrycznie. Grunt jest zwykle ujemny, a powietrze dodatnie. (...) Jak przejawia się ta ciecz? (...) jest wymiatana w postaci strumieni zórz polarnych, coraz dalej w pustą przestrzeń, jako wyładowania snopiaste. Komety są z łatwością odparowywane oraz rozdrabniane przez promienie słoneczne; i podczas tego parowania uwalniają ogromne ilości elektrycznego płynu. (...) Wówczas, na skutek odpychania korony słonecznej, zostaje odepchnięta od Słońca niczym fontanna, tworząc warkocz. Podobny proces zachodzi na Słońcu:
Korona słoneczna składa się z elektrycznych wyładowań snopiastych. (...) Spowodowane są one, jak tutaj, przez parowanie od intensywnego ciepła słonecznego. Jest ono tak potężne, że powoduje warkocze komet, również wyładowania snopiaste, w stronę przeciwną Słońcu. Oddalają od Słońca nasze światło zodiakalne oraz zorzę północną i południową, które to wszystkie trzy muszą być rozpatrywane jako ciągły ogon naszej planety w wielu aspektach podobny do warkocza komety (...) strumieni zorzowych (...) skierowanych od Słońca, jak warkocze komet, napędzane elektrycznym odpychaniem Słońca.
Jest to bez wątpienia promieniowanie, stały strumień elektryczności, jak zorza polarna, lub światło zodiakalne, z każdego kawałka powierzchni Słońca. (...) możemy myśleć o tym jako o wypływie elektryczności, elektrycznym wyładowaniu snopiastym, lub o tysiącach takich wyładowań na raz. (...) Ponieważ parowanie słoneczne jest miliony razy silniejsze niż na naszej Ziemi, zatem powstawanie elektryczności może być proporcjonalne. (...) Zarówno w wyglądzie jak i w działaniu istnieje doskonała identyczność zorzy polarnej i korony słonecznej. (...) Nikt nie powiedział, że światło zodiakalne jest elektryczne, jak i zarówno strumienie zorzy, zawsze podobnie jak ogony komet, wskazują zawsze kierunek od Słońca. Nikt nie skojarzył tych trzech zjawisk jako spowodowanych jedną przyczyną: ciepłem słonecznym, powodującym parowanie. Nikt nie spodziewał się, że odległa korona słoneczna, na skutek zaledwie elektrycznego odpychania, odchyla warkocze komet strumienie zorzy czy światło zodiakalne.
Ze współczesnego punktu widzenia można powiedzieć, że Ennis zrównał koronę słoneczną z wiatrem słonecznym, jako, że ten drugi odpowiada bezpośrednio za przestrzenne zaburzenia planetarnych oraz kometarnych megnetosfer. Tak czy inaczej, wkład Ennisa nie był mały, biorąc pod uwagę, że niemal sto lat potem obecność wiatru słonecznego została potwierdzona empirycznie.
Topografia basenu Mare Orientale. Credit: Ernest Wright, NASA/GSFC Scientific Visualization Studio
28 października 2016
Poimpaktowe formacje są przypuszczalnie czymś innym.
Mare Orientale (Morze Wschodnie) jest położone, patrząc z Ziemi, na brzegu tarczy Księżyca, co czyni je trudnym do obejrzenia przez ziemskie teleskopy. Jest ono niemal kompletnym, koncentrycznym pierścieniem w okalającym zagłębieniu w regolicie. Jest wewnętrznie ograniczone stromą skarpą i zwieńczone postrzępionymi masywami.
Używając danych z misji księżycowej GRAIL, planetolodzy z Uniwersytetu Brown uważają, że ich nowe modele komputerowe odpowiadają na pytania o powstawanie tak dużych zagłębień gdziekolwiek w Układzie Słonecznym. Wnioskują, że takie formacje na planetach i ich księżycach są wynikiem procesów kinetycznych.
Według niedawnego oświadczenia prasowego, nowe badanie ustaliło, że Mare Orientale uformowało się, gdy skorupa Księżyca odbiła po uderzeniu asteroidy. ...ciepłe i plastyczne skały podpowierzchniowe płynęły do środka, ku miejscu uderzenia. Obliczono, że z Księżyca wyrzuconych zostało około 1,3 milionów kilometrów sześciennych skał.
Brandon Johnson, geolog z Brown University, napisał:
Był to na prawdę intensywny proces. te wielokilometrowe klify oraz centralny pierścień utworzyły się wszystkie w ciągu minut po impakcie.
Johnson ma rację, że te struktury na Księżycu mogły się uformować szybko, ale pomija najistotniejsze wskazówki, ukryte na widoku. Dowody na elektryczne rzeźbienie na różnych ciałach w Układzie Słonecznym wychodzą na światło dzienne. Można już przypisywać kategorie osobliwym formacjom z kosmosu, jak również z naszej planety. Wielopierścieniowe baseny znajdowane są w różnych miejscach na różnych światach.
Wszystkie one mają płaskie wewnętrzne równiny, z pionowe klify otaczające wnętrze, jak krater Reinor na Merkurym. Niektóre z tych klifów mają kilka kilometrów wysokości. Kolejnym powszechnym kształtem jest zewnętrzna równina, z głęboko sięgającym eksteriorem, jak V-kształtny kanion. Tą drugą równinę otacza kolejny pierścień klifów, często wyższy, niż wewnętrzny, z łagodniej opadającymi zewnętrznymi grzbietami. W niektórych większych kraterach, wzór ten powtarza się wielokrotnie, z krótszymi klifami i szerszymi równinami, zanim się w końcu nie połączą w podłoże skalne.
Formacje takie występują (bez szczególnego porządku) na Tetydzie, Merkurym, Kallisto, Mirandzie, Ziemi, Wenus, Marsie, i najprawdopodobniej innych miejscach, gdzie wkrótce się je odnajdzie, gdy dotrą tam przyszłe sondy.
Jak powstały te depresje? Czy tłumaczy je powszechnie faworyzowana teoria impaktowa? Czy wszystkie ciała tu wymienione dopadły skalne góry? Czy w Ziemię uderzył 10 kilometrowy meteor, tworząc wielopierścieniowy krater Chicxulub, i przypuszczalnie zabijając dinozaury?
Doświadczenia laboratoryjne z wyładowaniami elektrycznymi pokazują, że elektryczność może działać w trzech trybach: ciemnym, żarzeniowym i łukowym, w zależności od napięcia i gęstości ładunku. Tryb łukowy, o bardzo dużej gęstości ładunków, używany jest do precyzyjnej obróbki metali.
Stopień włóknistości prądu w trybie łuku zależy od gęstości ośrodka, przez który przechodzi prąd. Podobne wyładowania, przechodzące przez próżnię (lub rzadką atmosferę) wytwarzają kolumnowe kanały, wirujące wokół swej osi. W trybie żarzenia, kanały te wyglądają jak ogniste tornada. Ten sam prąd, przechodząc przez grubą atmosferę, rozdziela się na włókna. Formują one koncentryczne koła wokół głównej osi.
Gdy elektryczność przechodzi przez ciało stałe, eroduje je od powierzchni, gdzie dotyka go łuk elektryczny. Dołki (lub kratery) pozostawione przez łuki elektryczne są zwykle okrągłe, gdyż siły elektryczne ściskają łuk, aby uderzał pod kątek prostym. Ponieważ łuk elektryczny składa się z dwóch (lub więcej) włókien, obracających się wokół wspólnego centrum, powierzchnia może zostać wycięta przez plazmowe wiertło, pozostawiając strome ściany oraz postrzępioną obwódkę odłamków.
Jeżeli włókna są dostatecznie oddzielone, dno krateru, po usunięciu materiału, będzie elektrycznie podgrzane, przypuszczalnie wypalone oraz zmiękczone. To wyjaśnia, dlaczego tak wiele wewnętrznych regionów wielopierścieniowych formacji jest ciemna. Obfitość małych kraterów na obrzeżach większych pierścieni (jak w Mare Orientale) świadczy o prawdopodobieństwie wyładowań elektrycznych. Gdy łuk się przemieszcza, wykuwa łańcuch kraterów. Jeżeli się one nakładają, wynikiem będzie stroma bruzda o półokrągłych wyżłobieniach. Łuk może wyciąć bruzdę i przeskoczyć pewien dystans, zanim zacznie nową.
Pochodzenie wielopierścieniowych kraterów jest najprawdopodobniej niezwiązane z impaktami komet i asteroid miliardy lat temu, ale działaniem międzyplanetarnych łuków elektrycznych, paląco gorących i wybuchowo brutalnych.
Efekt Kerra, w optyce geometrycznej, jest rozszerzeniem zasad załamania światła podczas jego przechodzenia przez przejrzysty materiał o zmiennym indeksie refrakcji. Efekt ten stał się ważny w przemyśle telekomunikacyjnym, dla włókien optycznych (włókna o zmiennym indeksie załamania).
Efekt Kerra używany jest do ominięcia rozpraszania kolorów podczas transmisji światła. W rezultacie na całej długości trasy zachowana zostaje relacja fazy w widmie transmitowanego światła, a tym samym przenoszona informacja (soliton).
Może się okazać, że w astrofizyce efekt ten ma niespodziewane zastosowanie w środowisku gazowym o gradiencie w poziomie refrakcji, wraz z powiązaniem z gradientem gęstości (masy). Szczególnie gdy środowiska te występują wraz z gigantycznymi czarnymi dziurami (centra galaktyk).
Optyczne prawa Kartezjusza (przypomnienie)
Padający promień, prostopadły do padania oraz promień ugięty są na tym samym planie.
Sinus kąta padania jest w stałej relacji do sinusa kąta ugięcia. Wyraża to zależność:
sin i = n ⋅ sin r (n jest indeksem refrakcji)
Zauważmy, że indeks ugięcia zależy również od częstotliwości padającej fali. To właśnie ta własność jest wykorzystywana we włóknach z gradientem padania w celu uniknięcia rozproszenia chromatycznego.
Gdy światło przecina środowisko o ciągłej zmianie indeksu refrakcji, podąża ono po trajektorii o stale zmieniającym się kącie. Na przykład, po lewej widać światło szybko zmieniające kierunek na pionowy.
W środowisku sferycznym, z indeksem refrakcji zwiększającym się z zewnątrz do wewnątrz, światło podąża torem spiralnym. rodzaj spirali zależy od szybkości zmiany indeksu (liniowa, kwadratowa, sześcienna...).
Algorytm symulacji:
Osiągnęliśmy tą symulację dzięki programowi napisanemu w języku C. Czas wykonania, po kompilacji, na naszym PC, posiadanym w owym czasie (486 DX 50), był rzędu pół godziny.
Użyliśmy, za radą J.C. Peckera, profesora na Collège de France, prawa doskonałego szkła, pozwalającego na policzyć indeks załamania, znając gęstość n (ilość molekuł na objętość).
Dla obliczeń czynnika załamania ułożyłem równanie:
gdzie α = 0,91 (wodór), a v = częstotliwość.
Potem wsadziliśmy to do oprogramowania zawierającego drugie prawo Kartezjusza. Trudności obliczeniowe wynikały z małej dokładności procesora (tabele trygonometryczne były wówczas ograniczone do 32 bitów, lepiej zatem było obliczać je samodzielnie). Poza tym nie należy zapominać o przybliżeniu obliczeń. finałem jest wynik dla sfery gazu wielkości około stu lat świetlnych, o gęstości zmieniającej się od 10-20 g/cm3 do 10-10 g/cm3.
Gęstość rosła kwadratowo. Pokazano tu tylko część centralną. Symulacja pokazuje również, że częstotliwość optyczna jest zaniedbywalna przy takich gęstościach materii.
Nie ukrywając, gdy wykonałem tą pracę, nikt mi nie wierzył, nawet ja sam sobie.
Wnioski
Jeżeli we Wszechświecie zjawiska ugięcia światła są takie, jak w bąblu gazowym z gradientem gęstości materii oraz refrakcji, wówczas, co ewidentne, jest zupełnie zbędnym, aby widząc soczewkę, za każdym razem odwoływać się do grawitacji. Jednakowoż te dwa zjawiska się nie wykluczają. A w tym przypadku dodają się i nakładają!
Idź precz, Szatanie! Einstein, twoje dzieci oszalały, wszędzie widzą miraże!
Krzyż Einsteina był pierwszym przykładem soczewki grawitacyjnej, jaki nam pokazano. Byliśmy pod wrażeniem jego wspaniałości oraz pół matematycznej formy tego zjawiska. Potem ujrzeliśmy wiele innych. Abell 2218 jest z pewnością jednym z najniezwyklejszych spektakli, jakie Wszechświat nam ukazał. Ale spójrzmy razem na ten słynny krzyż.
Oto ten obiekt, jakim mi go po raz pierwszy pokazano. Źródło: HST. Nie mieliśmy wątpliwości co do jego natury. Nawet mimo...
...pewnego sceptycyzmu, wyrażonego przez Jean-Claude Pecker we francuskim magazynie Science & Vie (numer specjalny 189).
To prawda, że należałoby się spodziewać tego, co na niedawnym zdjęciu z ESO, mianowicie zaokrągleń.
IQ 2237+0305
W nocy 10.04.1999, 3,5 metrowy teleskop WIYN (NOAO) wykonał powyższe zdjęcie. Przedstawia ono soczewkę grawitacyjną wyśrodkowaną na galaktyce spiralnej. To szczególnie p przyciąga naszą uwagę.
Nasuwa się pytanie: jak słabe światło odległej soczewki grawitacyjnej przechodzi przez centralny obszar galaktyki?
Aby rozwikłać problem, poddaliśmy zdjęcie "torturom". Oto wynik, z lewej.
Jądro galaktyki, na pierwszym planie, jest źródłem grawitacji, umożliwiającym dalekie mu obiektowi (kwazar) pojawić się jako obraz soczewkowany grawitacyjnie. Wymagane jest, aby galaktyka była dość przejrzysta, aby obraz mógł się pojawić blisko jej jądra (graf. 1.).
Istnieje masywny obiekt, zasłaniany przez galaktykę, czyli źródło grawitacji, pozwalające zaistnieć soczewce (graf. 2.) Zastrzeżenia są te same, co jak w pierwszym przypadku.
Efekt soczewki powodowany jest nie tylko jądrem galaktyki, lecz również całą jej masą. Ale wówczas obiekcje są jeszcze większe. Im większa jest całkowita masa galaktyki, tym mniej jest ona przejrzysta. Aby to rozwiązać, niezbędne jest wprowadzenie przezroczystej, a zatem niewidocznej, ciemnej masy.
Oczywiście, światło odległych obiektów może się przebić przez dysk galaktyki. Mamy trochę przykładów w Drodze Mlecznej. Ale jak dotąd wiemy, nigdy przez jej jądro.
Obiekt ten tylko przypomina soczewkę grawitacyjną. Jest czymś innym. Ale czym?
Hipoteza 1: jest to jądro widocznej galaktyki, tyle, że wielokrotne.
Alternatywa: jest to zwielokrotniony obraz tego samego jądra galaktyki.
Hipoteza 2: obserwowany efekt jest spowodowany refrakcja na jednej lub wielu bankach gazu z gradientem gęstości, powiązanym z masą jądra galaktyki, a tym samym z gradientem refrakcji (efekt optyczny Kerra). Bańki te mogą się rozszerzać.
Co należy wyjaśnić
Czy gęstość jednego lub więcej bąbli plazmy, blisko jądra galaktyki, może wystarczyć do zaistnienia rozważanego efektu ugięcia?
Odpowiednie przesunięcie ku czerwieni różnych części jądra (z = 1.695) oraz galaktyki (z = 0.0394) wymagałoby poszukania efektu K, jak wskazał Halton Arp. Rozszerzanie się tych bąbli mogłoby również wyjaśnić te przesunięcia widmowe, szczególnie w obecności pola magnetycznego oraz szybkiego stygnięcia. Możliwe są również zjawiska optyczne, w rodzaju lasera lub masera.
Wnioski
Gęstość i gradient gęstości gazu w jądrach galaktyk mógłby być dostatecznie duży, aby wywołać mierzalny efekt refrakcji.
GAIA i Krzyż Einsteina
Krzyż Einsteina, HST + GAIA
W kwietniu 2016 roku, w 93 numerze Astronomie (SAF), opublikowano artykuł pod tytułem GAIA dwa lata w punkcie L2 (Catherine Turon & Frédéric Arenou), w którym to zaprezentowano Krzyż Einsteina na zdjęciu HST z nałożonymi pomiarami wykonanymi przez GAIA. Według autorów, obserwacje poczynione przez GAIA pasowały jak ulał do zdjęcia z HST.
Obserwując prędkości obrotowe galaktyk, astronomowie szybko zauważyli rażącą, systematyczną anomalię: galaktyki nie obracały się tak, jak powinny. Obracały się z niemal stałą prędkością, innymi słowy, prędkość obrotowa była zbyt duża na ich peryferiach, niż wynikałoby to z wyliczeń na podstawie uniwersalnych praw grawitacji (zauważmy, że możemy założyć przeciwieństwo: prędkość jest niewystarczająca idąc ku centrum galaktyk).
Sugeruje to istnienie niewidocznej, ciężkiej materii, ciemnej materii, rozmieszczonej w postaci halo wokół galaktyk, zawierające ponad 90% ich masy. Pokazuje to graf powyżej.
Stosowano nawet modyfikacje grawitacji przy małych intensywnościach (MOND).
Na ilustracji powyżej, kropkowana na zielono linia pokazuje prędkość rotacji dysku D, czarna kropkowana linia odpowiada prędkości obrotowej bańki B.
Kombinacja, w postaci czerwonych piktogramów, jest pomiarem prędkości gazu (atomowego wodoru) w pobliżu galaktyki.
Przyznajemy, że gaz faktycznie pasuje do poziomej niebieskiej linii, reprezentującej sumę prędkości wszystkich komponentów Drogi Mlecznej. Używamy tej charakterystyki jako wskazówki, że prędkość gazu jest dobrym przybliżeniem prędkości obrotowej galaktyki. Ale aby wyjaśnić tą płaską krzywą prędkości obrotowej, należy wziąć pod uwagę halo H, reprezentując tajemniczą ciemną materię (brązowe kropki).
Powyżej:
Krzywa rotacji zaobserwowana dla NGC 2403 (piktogramy) oraz krzywe rotacji dla poszczególnych elementów (linie). Źródło: Begeman (1987)
Krzywe rotacji zaobserwowana dla NGC 5033 (piktogramy) oraz krzywe rotacji dla poszczególnych elementów (linie).
Krzywe rotacji zaobserwowana dla NGC 5371 (piktogramy) oraz krzywe rotacji dla poszczególnych elementów (linie).
Jak widać, wydaje się, że we wszystkich galaktykach komponent gazowy zawsze ma krzywą rotacji odmienną od krzywej rotacji dysku.
Ponownie też zauważmy, że wyjaśnienie zawsze wymaga obecności halo z hipotetycznej ciemnej materii.
Pytanie
Dlaczego obserwujemy odmienne prędkości obrotowe dla różnych komponentów galaktyki? A szczególnie odnośnie dysku oraz gazu?
Czy wolno, z punktu widzenia fizyki, dodawać te prędkości i prezentować średnią?
Problem
Pierwszym obiektem jest dysk, złożony z masywnych obiektów (gwiazdy, planety, pył, etc.)
Drugim jest gaz, złożony z wodoru atomowego o małej gęstości, wykrywalnego tylko dzięki byciu zjonizowanym, oraz częściowo lub mniej, z cząsteczkowego wodoru lub helu.
Jaka różnica fizyczna może wyjaśnić różne prędkości obrotowe?
Oba komponenty są wrażliwe na grawitację. Jednak gaz, w przeciwieństwie do dysku, jest niezmiernie rozrzedzony oraz zjonizowany, co czyni go bardzo wrażliwym na pole magnetyczne galaktyki! Owo pole jest bardzo słabe, rzędu 0,8 µG. Obejmuje jednak całą galaktykę oraz okolicę. Zatem w wielkiej skali, jego wpływ na gaz staje się dominujący w porównaniu z grawitacją.
Wnioski:
Prędkości obrotowe gazu nie są dobrą miarą prędkości obrotowej galaktyki.
Z drugiej strony, prędkość obrotowa gazu jest dobrą wskazówką na istnienie galaktycznego pola magnetycznego.
Dodawanie prędkości komponentów galaktyki do postaci średniej jest ciężkim koncepcyjnym błędem. Jest to błąd fizyczny, podobny do sumowania prędkości silnika parowego i dymu z jego paleniska.
Nie potrzebujemy ciemnej materii do wyjaśnienia prędkości obrotowej galaktyk.
W każdej gromadzie galaktyk obserwujemy soczewkowanie grawitacyjne. Ujawnia nam ono istnienie odległych obiektów, których światło jest zakrzywiane (w sensie refrakcji) przez masę gromady.
Obliczenia (relatywistyczne) pozwalają nam obliczyć masę gromady. Ale tak obliczona masa jest znacznie większa od masy wynikającej z obserwacji.
Konflikt ten wydaje się dawać rozwiązać istnieniem ciemnej materii, lub ponownie modyfikacją praw grawitacji przy małych intensywnościach w dużej skali (MOND).
Obserwatorium Rentgenowskie Chandra dało nam wiele zdjęć gromad galaktyk. Abell 1689 jest dobrym przykładem. Widzimy, że ta gromada znajduje się wewnątrz ogromnego obłoku gazu. Jest on wzbudzony światłem galaktyk, a więc zjonizowany.
Czy jest on jednak pod wpływem, jak każdy inny, pola magnetycznego? Tak, istotnie, zgodnie z pewnymi obserwacjami (pole magnetyczne gromady galaktyk). Owe pola magnetyczne mają wartość zwykle ok 1 µG. Ale w tym wypadku ciemna materia, w której obecność w gromadzie niektórzy wierzą, jest tylko błędem w interpretacji.
Czy nie można rozważyć soczewki optycznej? Czy obłok gazu jest dostatecznie gęsty, aby nas zmylić? Albo, po prostu, czy w tej skali, czy dostateczna jest liczba atomów, które światło napotka na swojej drodze? Albo, czy wciąż sławne pole magnetyczne, za który się rozglądamy, zakrzywia światło?
Rdzeń z ciemnej materii bez wyjaśnienia na zdjęciu gromady Abell 520, opublikowanym przez HST 2 marca 2012. Pytanie: czy tutaj też chodzi o zjonizowany gaz w polu magnetycznym?
18 kwietnia 2012, ESO opublikowała, pod tytułem Poważny cios w teorię ciemnej materii?, obserwacje uczynione wokół Słońca oraz wewnątrz galaktyki przez zespół astronomów w Chile, które pokazały, że teoria ciemnej materii nie zgadza się z faktami. Możemy się wiec założyć, że próby bezpośredniego wykrycia cząstek ciemnej materii za Ziemi nie przyniosą efektu. Jest to najdokładniejsze studium, nigdy nie docenione, nad ruchem gwiazd w Drodze Mlecznej. Nie znaleziono dowodów na obecność ciemnej materii we względnie dużej strefie wokół Słońca.
24 września 2012, NASA opublikowała obserwacje rentgenowskie dr Anjali Gupta et al teleskopem Chandra, pod tytułem Chandra pokazuje, że Droga Mleczna otoczona jest gorącym gazem. Obserwacje te pokazują, ponownie, że lepiej jest ufać obserwacjom aniżeli symulacjom.
Dalsze obserwacje tego rodzaju, zrobione na innych galaktykach lub ich gromadach, mogą wyeliminować definitywnie hipotezę ciemnej materii jak również MOND.
L'Univers des Galaxies - Daniel Benest, Alain Blanchard, Lucie Bottinelli, Suzy Collin, Claude Froeschlé, Lucienne Gouguenheim, Jean Lefèvre et Laurent Nottale - Chez HACHETTE - Collection les Fondamentaux.
Poza Ziemią, Słońce jest najpilniej studiowanym obiektem w Układzie Słonecznym. Niemal wszystkie zjawiska słoneczne wciąż sprawiają fizykom kłopoty. Jednak teraz, ekspert od projektu eksperymentów, Monty Childs, przewodzi projektowi, mającemu pokazać, jak elektryczna plazma może wytworzyć enigmatyczne zachowania Słońca w laboratorium. Monty i jego grupa badawcza są pewni, że obecna technologia pozwala dobrze przetestować hipotezę elektrycznego Słońca.
Poniższe podsumowanie, opublikowane w czerwcu 2012 roku, wprowadza tło dla ogółu czytelników, wyjaśniające nasze wsparcie dla projektu SAFIRE.
W ostatnich dekadach obserwacje atmosfery Słońca przywiodły coraz więcej uwagi co do fundamentów fizyki Słońca. Anomalie temperaturowe, przyspieszanie naładowanych cząstek od Słońca, animalne zachowanie pola magnetycznego, super rotacja równikowej atmosfery, dżety polarne, oraz sporo innych podniosły pytania wymagające nowej teorii.
Jedną z głównych rzeczy, mających dalekie implikacje dla fizyki słonecznej, są świeże dowody na dynamiczne połączenie Słońca z jego środowiskiem plazmowym – nie w ograniczonym sensie, że Słońce powoduje aktywność elektromagnetyczną z dala od swojej powierzchni (co jest dobrze znanym faktem), lecz coś bardziej radykalnego – że ono samo może reagować na zewnętrzne wpływy elektryczne.
Kiedy mowa o atmosferze Słońca, wygodnie jest uwzględnić ośrodek plazmowy, rozciągający się do granic heliosfery. Zostało to podkreślone w ostatnich latach przez samą obecność Ziemi w tej rozciągniętej atmosferze, co pozwoliło na obwód elektryczny pomiędzy Ziemią a Słońcem, objawiający się zorzami. Owo zaskakujące odkrycie przyszło wraz z wieloma innymi, kierując uwagę na możliwość, że taki obwód, choć subtelny, przenika Układ Słoneczny. Ze względu na ogromną objętość heliosfery, potencjał elektryczny może być daleki od czegokolwiek mierzalnego lub oczywistego. Co by to oznaczało dla zrozumienia powierzchni Słońca oraz enigmatycznych zachowań jego atmosfery?
Nawet przy odległej granicy heliosfery występują nagłośnione anomalie, sugerując, że mogą tam zachodzić elektryczne transakcje, wychodzące poza granice do ramienia Drogi Mlecznej.
Wydaje się, że żadna z tajemnic atmosfery Słońca nie wynika z modeli słonecznych ery kosmicznej.
Model termonuklearny wydawał się bezpieczny i w pełni satysfakcjonujący w latach 80-tych, gdy Hans Bethe otrzymał Nagrodę Nobla (1983) za sformułowanie matematycznie zniewalający główny cykl procesu fuzyjnego w gwiazdach. W szczególności praca Bethe'a ma wyjaśnić i przewidzieć trzy charakterystyki Słońca, które fizycy uważają za najbardziej fundamentalne: jego ciepło, stabilność oraz obserwowane wariacje w sygnaturze widmowej gwiazd. Umożliwiło to astronomom uogólnić model na główną sekwencję gwiazdowej ewolucji, bazując na względnym wieku owych ciał. Wyobrażona sekwencja jest zilustrowana graficznie na wykresie Hertzsprunga-Russella.
Gwiazdy układające się w ciąg główny życia gwiazd na diagramie Hertsprunga-Russela, widnieją wzdłuż przekątnej.
Ten diagram łączy różne widma (temperaturę powierzchni) gwiazd z ich jasnością. Gorętsze, niebieskie gwiazdy mają największą jasność, a chłodniejsze czerwone – najmniejszą. Dla astronomów to wygodna ilustracja graficzna wyobrażonego ewolucyjnego życia gwiazd, sformułowanego w oparciu o model termonuklearny.
Od lat 80-tych nasze sondy kosmiczne pozwoliły nam zobaczyć powierzchnię i atmosferę Słońca w wysokiej rozdzielczości i w pełnym widmie elektromagnetycznym. Co ciekawe, widzimy niezwykłą stabilność Słońca na jego widocznej powierzchni, lecz ekstremalną zmienność na wyższych częstotliwościach w koronie, gdzie dominują promienie rentgena. Czy wyższa zmienność ponad powierzchnią wskazuje na warunki brzegowe? Interpretacja elektryczna przedstawia granicę dwóch regionów plazmy o różnym potencjale elektrycznym (widoczną sferę Słońca i jego środowisko plazmowe).
Heliosferyczny prąd elektryczny, wyśrodkowany na Słońcu, sugerowałby, że heliosfera jako całość jest bardziej elektrycznie aktywna, niż zakładano. Przewidywalibyśmy zdarzenia elektromagnetyczne wewnątrz niej, systematycznie silniejsze, niż wynikałoby to z elektrycznie obojętnego środowiska. W rzeczy samej, odkrycie i zaskoczenie okazuje się być schematem ery kosmicznej. Nasza eksploracja planet i księżyców nabrała tempa wraz z postępem technologii. Owo wyrafinowanie doprowadziło do szeregu nieoczekiwanych odkryć wyraźnie elektrycznie powiązanych zdarzeń w Układzie Słonecznym:
super rotacji górnych warstw atmosfery, od Wenus do Neptuna, sugerujących zewnętrzny, niewidoczny wpływ;
mocno włóknistego, kometarnego warkocza Wenus, sięgającego Ziemi;
dowodów na kometarne wyrzuty związane z aktywnością Słońca (odpowiedź aktywności powierzchni jądra komety na naładowane cząstki ze Słońca, nie tylko jego ciepło);
intensywnie gorąca gejzery na księżycu Jowisza, Io, przesuwające się po powierzchni, uzupełniane naładowanymi cząstkami z Ganimedesa i Europy, a wszystko to z odpowiednikami w zorzy Jowisza;
niewyjaśnione wytryski o niemożliwych energiach z księżyca Saturna, Enceladusa, wraz z powiązanymi prądami elektrycznymi;
epizodyczne burze pyłowe na Marsie, tworzące ogromne chmury i czasami zakrywające całą planetę. Jak dochodzi do tego w atmosferze, mającej 0,008 gęstości ziemskiej, pozostaje tajemnicą;
diabły pyłowe na Marsie, sięgające wysokości Mt. Everestu, akcentujące tą samą marsjańską tajemnicę. Oraz upakowane wiry na skrajach burz pyłowych, przeczące tradycyjnej mechanice diabłów pyłowych;
unoszącą pył aktywność elektryczną na Księżycu, w relacji z ruchem przez magnetosferę Ziemi;
czerwone krasnoludki i niebieskie fontanny, wybuchające w kosmos z górnych warstw ziemskiej atmosfery;
elektrodynamikę pasów Van Allena, sugerującą złożony przepływ prądu i mocno zmienną gęstość naładowanych cząstek;
przyspieszający od Słońca ku planetom wewnętrznym strumień naładowanych cząstek.
Ostatnie odkrycia aktywności elektrycznej oraz magnetycznej w kosmosie dają niezwykłe nowe pole do odkryć naukowych. Czy jest możliwe, że stare kwestie fizyki słonecznej znajdą nowe wyjaśnienia w zewnętrznych wpływach elektrycznych na Słońce? Jeżeli to naelektryzowana heliosfera wywołuje tajemnicze atmosferyczne dynamiki na Słońcu, jest to rzecz z pewnością warta zbadania. Stawianie pytań teoretycznych da wszechstronną rewizję danych z nowego punktu widzenia. Można jednak również przeprowadzić praktyczny eksperyment. Czy w środowisku plazmowym, zewnętrzne pola elektryczne oraz prądy mogą wytworzyć znane zachowanie Słońca na naładowanej sferze?
Teraz nastąpi krótki przegląd eksperymentów i prac teoretycznych.
Kristian Birkeland
Według naszego sposobu patrzenia n materię, każda gwiazda we Wszechświecie byłaby polem aktywności sił elektrycznych o natężeniu jakiego nikt nie jest w stanie sobie wyobrazić.
— Kristian Birkeland
To Kristian Birkeland poprawnie wysnuł na początku XX wieku hipotezę, że prądy elektryczne ze Słońca zasilały zorze polarne. Przez wiele dekad powszechnie wierzono, że ziemska magnetosfera stanowi barierę nie do pokonania, ściskaną przez wiatr słoneczny, co indukowało zorze magnetyczne. Działo się to, dopóki satelita Triade nie wykrył magnetyczne sygnatury dwóch ogromnych arkuszy prądowych, czym hipoteza Birkelanda znalazła bezpośrednie potwierdzenie w eksploracji kosmosu. Później, w 2007 roku, satelita Themis odnalazł dowody na magnetyczne liny łączące górną atmosferę Ziemi bezpośrednio ze Słońcem. Strumienie te Owe strumienie naładowanych cząstek nazywa się dziś prądami Birkelanda.
W celu przetestowania swoich idei połączenia Ziemi i Słońca, Birkeland zbudował komorę próżniową i umieścił w niej namagnesowaną metalową kulę, zwaną terrellą, w środku, reprezentując Ziemię. Obserwował, jak terrella zachowuje się w sztucznej, naładowanej elektrycznie atmosferze. Dodatkowo, poza rozwiązywaniem zagadek ziemskiej zorzy, elektryczne doświadczenia Birkelanda objęły również symulacje pierścieni planetarnych oraz energetyczne dżety komet. Cały wiek później, Carl-Gunne Fälthammer, emerytowany profesor Alfvén Laboratory w Szwecji, mógł napisać:
Powód, dla którego prądy Birkelanda są szczególnie interesujące, jest taki, że w plazmie, w której płyną, powodują szereg procesów fizycznych (fale, niestabilności, delikatne formacje). To z kolei prowadzi do przyspieszania naładowanych cząstek, zarówno ujemnych jak i dodatnich, oraz rozdzielenie ładunków (jak wytryski jonów tlenu). Obie te klasy zjawisk powinny być w zainteresowaniu daleko szerszym, niż zrozumienie środowiska naszej Ziemi.
— Carl-Gunne Fälthammer
Patrząc z tej perspektywy, Birkeland położył fundament dla obiecującej eksploracji doświadczalnej atmosfery Słońca i jego tajemnic.
Charles Bruce
W 1941 roku, dr Charles Bruce, ze Stowarzyszenia Badań Elektrycznych w Anglii, rozpoczął rozwijanie nowej perspektywy patrzenia na Słońce. Będąc badaczem elektryczności, astronomem i ekspertem od efektów działania błyskawic, Bruce był zafascynowany erupcjami słonecznymi, pokonującymi miliony mil w ciągu jednej godziny – co odpowiada mniej więcej prędkości lidera krokowego błyskawicy. Ta obserwacja otworzyła mu drogę do życiowego dzieła, które skłoniło go do wniosku, iż erupcje słoneczne, ich temperatura i widmo doskonale zgadzają się z błyskawicami. W 1944 roku zasugerował, że fotosfera Słońca posiada wygląd, temperaturę i widmo łuku elektrycznego, a dzieje się tak, gdyż nim jest, lub dużą ilością równoległych łuków. Owa charakterystyka, twierdził, odpowiada za obserwowaną granulację powierzchni Słońca.
Ralph Juergens
W roku 1972 oraz następnych latach, inżynier ze Stanów, Ralph Juergens, zainspirowany pracami Bruce'a, opublikował serię artykułów, proponujących Słońce jako ciało nie będące odizolowane w kosmosie, lecz raczej najbardziej dodatnio naładowane ciało w Układzie Słonecznym, które ogniskuje zasilane galaktycznie wyładowanie żarzeniowe, uzupełniane niewidzialnymi prądami elektrycznymi.
Ale jak planety, w tym Ziemia, mogą pozostać nietknięte przy tak dużej roli rozdzielenia ładunków w kosmosie? Obecnie są dowody na to, że planety jak najbardziej są pod wpływem, choć w sposób, który nie był pierwotnie oczywisty. Juergens zaobserwował, że klucz musi leżeć w sposobie izolowania się naładowanych ciał od otoczenia poprzez tworzenie otoczek elektrycznych. Na skalę planetarną obserwujemy te otoczki jako magnetosfery, zachowujące wewnątrz planetarne pole elektryczne.
Juergens był pierwszym, który położył podstawy teoretyczne pod bardziej radykalną koncepcję, że Słońce jest zasilane zewnętrznie przez elektryczność.
Hannes Alfvén
Przez długo czas uważano, że próżnia kosmosu nie przepuszcza prądów elektrycznych. Jednak gdy odkryto, że cały kosmos jest morzem przewodzącej plazmy, oznaczało to, że każde rozdzielenie ładunków natychmiast zostanie zneutralizowane. Wpływowy fizyk słoneczny, Eugene Parker, wyraził się dosadnie, że w układzie odniesienia ruchomej plazmy nie może powstać żadne znaczne pole elektryczne.
Wiodący fizyk plazmowy 20 wieku, laureat Nagrody Nobla, Hannes Alfvén, twierdził odwrotnie. Przedstawił on obfite dowody na to, że zawiła struktura kosmosu oraz wysoko energetyczne zdarzenia wynikają z prądów elektrycznych, przemierzających morze międzygwiezdnej i międzygalaktycznej plazmy.
Alfvén przewidział, że podczas przepływu prądu przez plazmę, indukowane przez niego pole magnetyczne będzie go ściskać do wąskich, skręconych włókien, zwanych skurczami-z. Intensywniejsze ściśnięcie tych strumieni, powiedział, będzie często prowadzić do eksplozywnych wyładowań elektrycznych, a wynikowe promieniowanie może obejmować – przy największych energiach – promieniowanie synchrotronowe, obecnie obserwowane w kosmosie w obfitości. Jednak gdy Alfvén przewidział promieniowanie synchrotronowe galaktyk, pola elektryczne w komosie nie weszły jeszcze do leksykonów astronomów.
Bazując na solidnej pracy doświadczalnej, prowadzonej przez dekady, Alfvén rozwinął model obwodu galaktycznego, w którym prądy elektryczne płyną dośrodkowo ramionami galaktyk, otoczone polami magnetycznymi. Osiągnąwszy centrum galaktyki, ładunek elektryczny, niesiony przez prądy, jest składowany w kompaktowym, elektromagnetycznym plazmoidzie – rotującym torusie, epizodycznie uwalniającym swoją energię w postaci dżetów wzdłuż osi wirowania galaktyki. Alfvén wywnioskował, że właśnie w taki sposób powstają centra aktywnych galaktyk (AGN). Z tego punktu widzenia elektryczne zachowanie galaktycznego plazmoidu, często ukrytego pod pyłem, jest potwierdzeniem ogromnego potencjału elektrycznego.
Biorąc pod uwagę bliskość Słońca oraz ciągłą okazję do przeprowadzania pomiarów elektrycznych w pobliżu jego dynamiki, ciało to jest naszym najlepszym oknem do sprawdzenia roli plazmy oraz powiązanych z nią prądów w kosmosie.
IBEX
Jeżeli pomiędzy strefą wpływów Słońca a ramieniem galaktyki zachodzą reakcje elektryczne, jednym z miejsc ich występowania powinna być powłoka heliosfery. Z tego powodu wyniki obserwacji poczynionych przez Interstellar Boundary Explorer (IBEX), badającego oddziaływanie wiatru słonecznego z ośrodkiem międzygwiazdowym, byłyby istotnym wskaźnikiem. Zadaniem IBEX było zmierzenie przepływu Energetycznych, Obojętnych Atomów (ENA). Spodziewano się, że dane pokażą falę uderzeniową, podobnie, jak to ma mieć miejsce wokół innych gwiazd. Zamierzano ustalić wielkość fali i jej odległość od Słońca. Jednak IBEX nie odnalazł spodziewanego obszaru zderzenia. Zamiast tego odkryto enigmatyczną wstążkę wzmocnionych emisji ENA – spektralnie odmienny obszar o nieznanym pochodzeniu. Wyniki nie były przewidywaniem żadnego modelu, przedłożonego dla misji IBEX. Tak samo enigmatyczne były wariacje sile i położeniu. Wyniki wymagają ponownego rozważenia naszych podstawowych koncepcji na temat oddziaływania heliosfery z ośrodkiem międzygwiazdowym.
Dowody wskazują, że granica heliosfery nie jest łagodnym regionem przejściowym, lecz charakteryzuje się komórkowymi strukturami plazmowymi, typowymi objawami warunków granicznych w środowisku plazmy. Czy dramatyczne spowolnienie wiatru słonecznego na granicy jest spowodowane odwróceniem pola elektrycznego Słońca, wychodzącego poza tą barierę? To tłumaczyłoby brak wzrostu temperatury, którego spodziewano się w obszarze uderzeniowym.
Formowanie się gwiazd wzdłuż włókien Drogi Mlecznej
Gwałtownie zbierające się dowody sugerują, że prądy elektryczne, płynące przez przestrzenie międzygalaktyczne, międzygwiezdne i międzyplanetarne, mają bezpośredni – a często decyzyjny – wpływ na ewolucję kosmicznej struktury. Gdy teoretycy przyjmą to do wiadomości, obraz kosmosu zmieni się na zawsze.
Powstająca perspektywa elektryczna pokazuje integralne połączenie gwiazd i galaktyk w ich zewnętrznym środowiskiem. Gdy obserwacje zaczynają ukazywać niespodziewanie silne i mocno skoncentrowane energie w kosmosie, główne teorie wymagały, aby siła sprawcza pochodziła wnętrza badanych obiektów, po bezpośredniej lub pośredniej inicjacji grawitacją. Wymaganie to, z kolei, może jedynie odwieźć astronomów oraz kosmologów od zadania sobie bardziej fundamentalnego pytania: czy możliwe jest, aby zewnętrzne prądy elektryczne, zasilane energią zgromadzoną w głębokim kosmosie, mogą kierować większością obserwowanej ewolucji struktur?
Hannes Alfvén, najbardziej zasłużony fizyk plazmowy XX wieku, rozpoznał, że zawiłość kosmicznej struktury oraz wysoko energetyczne zdarzenia w kosmosie są bezpośrednim dowodem na istnienie prądów elektrycznych, przemierzających morze plazmy międzygwiezdnej i międzygalaktycznej. Na przykład, obserwujemy teraz szum owych kosmicznych linii przesyłowych, odbierając ich sygnały radiowe.
W tym radykalnym zerwaniu z poprzednią teorią, nowo narodzone galaktyki mogą być oświetlane elektrycznie – gwiazdy są nawinięte na kosmiczne włókna jako świadkowie kosmicznych linii przesyłowych lub strumieni prądowych. Jest to w istocie przewidywanie Hannesa Alfvéna z 1986 roku.
Co zaskakujące, teleskop na podczerwień Herschell, ukazał niedawno gwiazdy rodzące się na świecących włóknach. ESA zaraportowała: niezwykła sieć włóknistych struktur wskazuje na łańcuch niemal jednoczesnych narodzin gwiazd, zebranych niczym perły na sznurku głęboko w naszej galaktyce.
Jak zaraportowano przez ESA, gwiazdotwórcze włókna w Drodze Mlecznej są wielkie, sięgając dziesiątek lat świetlnych... niezależnie od ich długości bądź gęstości, ich szerokość jest zawsze z grubsza taka sama.
Perspektywy na słoneczną teorię i eksperyment
Hipotetyczny nuklearny rdzeń Słońca generujący energię poprzez fuzję wodoru w hel, jest częściowo oparty, tylko częściowo, na długiej historii doświadczeń nad reakcjami jądrowymi i transmutacyjnymi. Zaczęło się to od Ernesta Rutherforda w 1917 roku, a drogi doświadczalne, które z tego wynikły, dały dwa odmienne wyniki.
We wczesnych latach 40-tych, w ramach projektu Manhattan rozpoczęto badanie fuzji jądrowej, w celu osiągnięcia ogromnej, niekontrolowanej eksplozji, bomby wodorowej. Cel ten osiągnięto w 1952 roku, wraz z pierwszym udanym testem bomby.
W tym czasie fizyk jądrowy Hans Bethe miał już sformułowaną teoretyczną sekwencję reakcji, w krokach, jego wyobrażonego głównego cyklu gwiazdowej fuzji nuklearnej. Odtąd kwestią czasu było zaakceptowanie tej sekwencji jako modelu fuzji jądrowej w Słońcu.
Niemal natychmiast po teście bomby wodorowej, zaangażowano wielkie środki w nadziei na przeprowadzenie kontrolowanej fuzji termonuklearnej w laboratorium, i wkrótce stało się to globalną misją dla dobra całej ludzkości. Naśladując proces zachodzący w Słońcu, miano produkować nielimitowane ilości energii.
Na początku uważano, że sukces jest w odległości około 20 lat. Ale dzisiaj, po 60 latach i setkach miliardów dolarów, wydanych na całym świecie, żaden z eksperymentów nie przyniósł więcej energii, niż do niego wpompowano. Obecnie debatuje się nad przyczyną takiego stanu rzeczy.
Anomalie słonecznej atmosfery
Osobno od wyraźnie ugrzęzłych prób odtworzenia termonuklearnego jądra Słońca, znamiennym faktem jest, że enigmatyczne zjawiska w słonecznej atmosferze wykazują mało, lub w ogóle żadnych cech powiązanych przyczynowo z jadrem Słońca. To właśnie rosnące atmosferyczne tajemnice skierowały naszą uwagę na prace wcześniejszych teoretyków elektryczności, wymienionych wyżej, a prace te mogą być obecnie ocenione w świetle ogromu nowych danych na temat Słońca, zebranych w ostatnich latach.
Przegląd słonecznych tajemnic
Czy na powierzchni Słońca działają pola elektryczne i prądy? Oraz czy złożona elektrodynamika może wyjaśnić niewyjaśnione z punktu widzenia obecnej fizyki słońca kwestie? Tajemnice obejmują:
gwałtowne przyspieszanie wiatru słonecznego od powierzchni Słońca, aż do milionów mil na godzinę, z punktu widzenia elektryczności jest to najlepszy wskaźnik siły pola elektrycznego;
intensywniejsze erupcje (koronalne wyrzuty masy), osiągające jedną czwartą prędkości światła – prędkość najlepiej osiąganą tylko w polu elektrycznym;
ciągłe przyspieszanie wiatru słonecznego, gdy mija on planety wewnętrzne, implikując istnienie rozległego pola elektrycznego, działającego na naładowane cząstki długo po tym, jak opuściły Słońce;
Temperatura [osiągająca] minimum blisko powierzchni Słońca (około 5000K), rosnąca spektakularnie przez chromosferę do górnej korony, w której osiąga 20 milionów K (to również sugeruje region przejściowy, plazmową warstwę podwójną, pomiędzy Słońcem a jego plazmowym środowiskiem);
otwarte linie pola magnetycznego, pogwałcenie standardowych równań elektromagnetyzmu. Tajemnica znika, jeżeli linie te przedłużają się do większej domeny galaktycznej, jako ścieżki dla prądów galaktycznych, płynących w heliosferze. Przy takim ustawieniu, linie są zamknięte, jak się tego wymaga, ale nie wewnątrz heliosfery.
dżety biegunowe, klasyczna cecha wyładowań elektrycznych w plazmie;
torus równikowy, zjawisko dobrze udokumentowane przez Kristiana Birkelanda w eksperymentach z bombardowaną elektrycznie namagnesowaną sferą;
super rotacja atmosfery równikowej – 35 obrotów na każde 26 obrotów atmosfery biegunowej – rzecz niezgodna ze standardową atmosferyką, lecz przewidywalny efekt w przypadku atmosfery sterowanej zewnętrznym, cylindrycznym, obracającym się prądem wzdłuż osi Słońca, skurczającym się (plazmowy skurcz-z) ku powierzchni;
niedawne ustalenia, że konwekcja, wymagana do podtrzymania pila magnetycznego Słońca, nie zachodzi. Pełne znaczenie tego faktu jest jeszcze od przestudiowania.
Wezwanie do projektu eksperymentu
Powyższe cechy niosą wspólną implikację: sugerują, że Słońce nie jest odizolowaną wyspą w neutralne przestrzeni, ale punktem skupienia heliosferycznego pola elektrycznego.
Oczywiście, wiele szczegółów głównego pola elektrycznego oraz złożone drugorzędne pola oraz powiązane z nimi obwody elektryczne są jeszcze do wyklarowania. Z tego powodu polecamy ponowną ocenę danych na temat Słońca i jego atmosfery. Następnie zalecamy zrobić to wraz z kontrolowanym eksperymentem – udoskonaloną wersją terrelli Birkelanda, z bardziej wyrafinowanymi własnościami, oraz rozbudowanym i dokładnym monitorowaniem. Bazując na obecnej wiedzy na temat Słońca, wraz z dostępną technologią, możemy być dziś ufni, że dobrze zaprojektowane doświadczenie może oddać wiele słonecznych zjawisk, które tak bardzo mylą badaczy.
Od dyskretnego planowania i improwizowania doświadczenia, aż do modelowania różnych enigmatycznych zjawisk słonecznych, wierzymy, że można obecnie dobrze pokazać następujące rzeczy:
gwałtowne przyspieszanie indukowanego wiatru słonecznego od powierzchni ciała;
wybuchowe erupcje i wyrzuty chmur naładowanych cząstek z największymi przyspieszeniami;
utworzenie obracającej się plazmowej atmosfery i jej super rotacji na równiku;
powstanie równikowego torusa;
powstanie wysoko energetycznej i wysoko temperaturowej korony;
fotosferyczne granulowanie, obejmujące być może fuzję jądrową;
powstanie dżetów biegunowych;
powstanie wędrujących plam;
jednoczesne zdarzenia elektryczne, w tym łuki po przeciwnych stronach sfery;
cykl słoneczny indukowany zmianami w dostarczaniu energii;
Mając w umyśle cel eksperymentu, rekomendujemy, aby grupa badawcza była zorganizowana do zaprojektowania eksperymentu mającego symulowanie nieuchwytnych, ale fundamentalnych atrybutów Słońca w zelektryzowanym środowisku plazmowym. Eksperyment powinien objąć najlepszych dostępnych specjalistów od plazmy i elektrodynamiki, wraz z osobami będącymi najbliżej najnowszej eksploracji samego Słońca.
Część osób zaznacza, że jakość uzyskana na obrazie CMB jest tak dobra, jak przewidywania. Jest tam wszystko: stała kosmologiczna, zmierzona z niebywałą precyzją, jak również fluktuacje promieniowania, zmierzone z precyzją do 10-5.
Droga Mleczna. Źródło: 2Mass, przeedytowane cyfrowo przez B. Lempel
Uważna analiza obrazu otrzymanego przez WMAP oraz obrobionego obrazu Drogi Mlecznej ujawnia nieco bardzo podobnych, dużych struktur. Odnotujmy, że obrazy te zostały stworzone przez różne układy projekcji, a obraz galaktyki nie obejmuje całego nieba.
Dyskusja
Te podobieństwa to czysty fart.
Przed wykluczeniem tej hipotezy, należałoby rozważyć inne ewentualności.
Użyty sprzęt radioelektryczny mógł mieć kilka niedoskonałości, na przykład:
Anteny kierunkowe, zawierające pary elementów obrócone względem siebie o 180°, mogą być asymetryczne. Mogą też nieznanych źródeł. Jest to bardzo możliwe, gdyż wymagana techniczna dokładność, 10-5, jest trudna od osiągnięcia (mam w tej dziedzinie trochę praktycznego doświadczenia).
Wzmacniacze, filtry i detektory heterodynowe byłyby czułe na promieniowanie podczerwone, użyte w 2Mass. W rzeczy samej, jest to niemożliwe, gdyż odpowiednie pasma są zbyt różne. Mają też inne własności fizyczne.
Obróbka cyfrowa danych z WMAP może być niewłaściwa.
Wydaje się to raczej nieprawdopodobne, użyte metody są dobrze znane i pewne. Do tysięcy pomiarów dla każdego piksela mapy użyto metody statystycznej (Monte Carlo). Można oczywiście zastosować inne algorytmy, ale istnieje spora szansa, że nic się nie zmieni.
Resztkowe promieniowanie z naszej galaktyki nie zostało poprawnie oddzielone.
Chociaż promieniowanie naszej galaktyki jest dobrze poznane i zmierzono je już podczas eksperymentu COBE, a wyniki użyte przy wyliczaniu danych WMAP, to nie należy całkowicie odrzucać tej hipotezy. W rzeczywistości, pewne źródła promieniowania są dalekie od stabilnych. Z czasem dochodzi do wahania się jasności obiektów, co zaburza wyniki obliczeń. Źródła te musiałyby posiadać zmienność jasności rzędu 10-5! Było by to więc nie wykrywalne dla zwykłych metod fotometrycznych.
Jeśli wyeliminować z CMB światło naszej galaktyki, to w myśl zasad logiki należy wyeliminować również światło wszystkich innych galaktyk.
Nie zostało to jawnie uczynione. Panuje w tej sprawie niezmącona cisza, choć jest ona fundamentalna. Nie znajdujemy na ten temat żadnej publikacji. Ciszę tą można wyjaśnić dwoma powodami: nie ma możliwości odróżnienia i wyeliminowania tego światła. Stwierdzając to, przyznajemy, że cała praca, dotycząca CMB, jest arcy-fałszywa!
Obecność mniej lub bardziej homogenicznej materii w naszej galaktyce (gaz lub pył) powodowałaby absorpcję części promieniowania CMB.
Obecność materii międzygwiazdowej jest dobrze znana. Należy jednak najpierw zademonstrować, że materia ta jest istotna dla obserwowanych fluktuacji.
Istnienie nieznanego promieniowania o podobnym spektrum, jak CMB, zaburzyłoby pomiary CMB.
Możliwości tej nie uwzględniano do marca 2003 ze względu na rzekomą nieprawdopodobność. Jednak wówczas pewne obserwacje, przeprowadzone przez satelitę ISO (Kosmiczne Obserwatorium Podczerwieni), oraz opublikowane 11 kwietnia w czasopiśmie Science («The cosmic infrared background: a fossil record of galaxy encounters » - D Elbaz and C.Cesarsky.).
Pokazano tu krzywą z ISO naśladującą krzywą COBE w miejscach maksimum. Zatem oba rodzaje promieniowania mogą interferować z pomiarami WMAP.
Mikrofalowe echo Wielkiego Wybuchu może być w istocie zmienione lub zaburzone podczas przejścia przez gromady galaktyk w drodze ku Ziemi.
Zaburzenie to byłoby jedynie małymi fluktuacjami, które potwierdziłyby, że galaktyki, w szczególności nasza, oraz w ogólności wszystkie gromady galaktyk, są źródłami zaburzeń CMB.
Wielko-kątowa (niskie ℓ) korelacja promieniowania mikrofalowego tła wykazuje w stosunku do standardowej kosmologii inflacji szereg anomalii statystycznych. Wykazaliśmy, że płaszczyzna czworokąta i płaszczyzny ośmiokątne przylegają daleko bardziej, niż sądzono (99,9% C.L.). Trzy z nich są prostopadłe na 99,1% C.L. do ekliptyki a ich wektory normalne przylegają na 99,6% C.L. do kosmologicznego dipolu oraz do równonocy [? equinxes]. Pozostała płaszczyzna ośmiokątna jest prostopadła do płaszczyzny supergalaktycznej na 99,6% C.L.
Podsumowując, oznacza to, że CMB jest zjawiskiem głównie lokalnym. A dzieje się tak, ponieważ:
Jest skorelowane z płaszczyzną ekliptyki, a zatem z Układem Słonecznym.
Jest skorelowane z płaszczyzną galaktyki, a więc z naszą galaktyką.
I na koniec – gwóźdź do trumny:
Naszą uwagę przykuwa publikacja pod tytułem Un reflet trop parfait w Ciel & Espace N° 427, z grudnia 2005. Łączy ona obserwacje oraz obliczenia wykonane przez Richarda Lieu i Jonathana Mittaza z Uniwersytetu w Princeton – Brak soczewek grawitacyjnych w CMB, na temat efektu soczewkowania grawitacyjnego, generowanego przez gromady galaktyk, które powinno wpływać na CMB.
Wyniki są jasne. Doskonale znane soczewki grawitacyjne (Abell 2218 i inne) powinny wpływać na CMB w stopniu przynajmniej 10%. W rzeczywistości, wpływ wynosi mniej niż 3% (być może zero).
Abell 2218 (Źródło: HST)
Z lewej: spodziewane (> 10%). Z prawej: otrzymane (< 3%).
Masa gromady Abell 2218 jest dobrze znana. Można więc łatwo wyliczyć wpływ soczewki grawitacyjnej na CMB. Niezgodność z obserwacjami jest jaskrawa. Możemy to wyjaśnić dwojako:
Obliczona masa gromady musi być niepoprawna (nadmierna ilość ciemnej materii?).
Model kosmologiczny musi być zrewidowany (Ogólna teoria względności? Wielki Wybuch? Ciemna materia? CMB? Etc.).
W rzeczywistości, jedynym rozsądnym i najprostszym wyjaśnieniem jest przyznanie, że CMB promieniuje z przedpola Abell 2218! A wówczas CMB nie jest w ogóle natury kosmologicznej.
Źródło: >Lawrence Rudnick Shea Brown oraz Liliya R. Williams
Obraz po lewej pochodzi z mapy CMB. Prawy pokazuje ten sam region, przebadany przez NVSS.
Wyjaśnienie zjawiska, zaproponowane przez zespół i przypomniane w Astronomicznym Zdjęciu Dnia (NASA), mówi, iż wyniki byłyby zgodne z okolicznością, że regiony te nie są tak na prawdę zimne lub rzadkie, lecz światło z ich pochodzące zostało w jakiś sposób silnie przesunięte ku czerwieni w porównaniu do normalnego, na skutek soczewki grawitacyjnej (efekt Sachsa-Wolfe'a).
Aby zaakceptować takie wyjaśnienie, rozmieszczenie źródeł radiowych nie może odpowiadać brakom materii (NVSS), jak również należałoby obserwować widoczny efekt soczewki grawitacyjnej, którego wyraźnie nie widać.
Należy niemniej przyznać istnienie anomalnych przesunięć ku czerwieni, jak te wskazane przez W. M. Napiera. Z punktu widzenia zwolenników teorii Wielkiego Wybuchu jest to nieakceptowalne, gdyż wówczas musieliby przyznać istnienie efektu Ramana w rozrzedzonym gazie (efekt Creil), który czyni realną teorię Jacques Moret-Bailly'ego.
Dlaczego to zjawisko anomalnego redsziftu ma miejsce tutaj a nie gdzie indziej oraz dlaczego byłoby dobre uogólnić to na wszystkie fluktuacje CMB?
Jedyne wyjaśnienie to wyraźna wewnętrzna zależność CMB od obecności galaktyk, co jest doskonale zgodne z efektem Creil.
Konkluzja: widzimy, że CMB nie ma żadnego związku ze zjawiskiem kosmologicznym, lecz jest lokalny.
Ale jak zatem wytłumaczyć ujawnioną przez COBE anizotropię, pokazującą ruch z prędkością 600 km/s Układu Słonecznego względem [źródła] CMB?
Dipol CMBR: pędząc przez Wszechświat
Ruch galaktyk przez Wszechświat jest przypadkowy. Zatem globalne CMB wydaje się być nieruchome względem nas. W konsekwencji, jeśli nasza galaktyka posiada własny ruch, wówczas na skutek efektu Dopplera pojawia się anizotropia.
Dodajmy, że CMB naszej galaktyki nie jest dość silne, aby zamaskować globalne CMB.
Temperatura CMB równa 2,7K jest promieniowaniem ciała doskonale czarnego.
Jest to resztkowe światło wyemitowane po Wielkim Wybuchu, Kiedy materia stała się przezroczysta. Miała ona œówczas koło 3000K.
To, co widzimy obecnie, to fotografia, przedstawiająca Wszechświat z tego momentu, wykonana po 13 miliardach lat.
Obserwowane fluktuacje odwzorowują zagęszczenia są spowodowane gęstniejącą materią, tworzącą gwiazdy i galaktyki.
Stała kosmologiczna, wyliczona z danych WMAP, pasuje do teorii.
Czego standardowa teoria nie mówi, lub mówi bardzo dyskretnie:
Amplituda (10-5) fluktuacji jest o dwa rzędy wielkości za mała, aby mogły one pochodzić od gęstniejącej materii. Niektórzy hipotetyzują o ciemnej materii, której wciąż nie znaleziono.
Wyliczona stała kosmologiczna wychodzi poprawnie tylko po dostosowaniu parametrów względem siebie. A na końcu i tak zostaje jeden, który nie pasuje.
Czy możemy rozważyć parę innych hipotez, pozostając w obszarze standardowej teorii? To niebezpieczna wyprawa, na którą się głupio wybierzemy. ☻
Pytania i hipotezy
Jaka była gęstość materii, gdy Wszechświat stał się przezroczysty? To bardzo proste, była ona rzędu 4 g/m3 (warunek przejrzystości). Zauważmy, że wartość ta zależy od fizyków! (100 gm/m3, 10-12 g/m3, etc.)
Dla uproszczenia załóżmy sferyczny Wszechświat, czyli rozszerzający się bąbel gorącego gazu. W rzeczywistości jego gęstość nie mogłaby być jednorodna. Musiałby istnieć gradient gęstości. Wówczas, przypuszczalnie przezroczystość przemieszczałaby się od powierzchni ku środkowi, a to zajęłoby czas. Oznaczałoby to, że wszystkie wartości przezroczystości był←by prawdziwe w pewnym miejscu i w pewnym czasie!
Jaka była średnica Wszechświata w tym momencie? Nie ma oczywistej odpowiedzi. Nie znamy masy Wszechświata. Musimy więc rozważyć dwie hipotezy:
Wszechświat wciąż jest na tyle mały, że wszystkie jego elementy są powiązane ze sobą (homogeniczność i izotropowość),
albo warunek jest niespełniony.
W pierwszym przypadku powinniśmy przyjąć możliwość, że Wszechświat zachowuje się jak komora rezonacyjna. Powinniśmy widzieć okresowe i stacjonarne fluktuacje gęstości, jak na membranie.
W drugim przypadku nie mam owy o okresowych i stacjonarnych falach. Mielibyśmy co najwyżej chaotyczne fluktuacje.
Co mamy? Czy WMAP zaobserwował okresowe fluktuacje? Nie!
A fluktuacje chaotyczne? Tak!
A zatem, elementy Wszechświata są istotnie rozłączone, a prędkość propagacji fal gęstości jest zbyt mała, aby dopuścić od powstania dobrze widocznych globalnych fal stojących.
Czym są w sensie fizycznym chaotyczne fale? Są falami gęstości zjonizowanego gazu (fale akustyczne).
A zatem: należy przyporządkować tym falom fale indeksu refrakcji.
Cud! Mamy taki model fizyczny na niebie: mgławicę Krab. Ponieważ model taki odpowiada małemu bąblowi, odnajdujemy w nim również fale stojące, oraz fale indeksu refrakcji, rozchodzące się po mgławicy.
Ów gradient indeksu refrakcji indukuje zatem poważne efekty refrakcyjne. Efekty te będą pamiętane przez CMB.
Takie efekty refrakcyjne powodowałyby efekt soczewki o ogromnym powiększeniu. Wariacje CMB byłyby optycznie wzmocnione. Tym samym konieczne jest zredukowanie powiększenia, aby wziąć pod uwagę czynnik wybrzuszenia, na razie nieustalony (108 jak w mgławicy Kraba?).
Jeżeli występuje efekt refrakcji, to CMB powinno wykazywać polaryzację odpowiednią do obserwowanych fluktuacji. To właśnie pokazują obserwacje (Uniwersytet w Chicago).
Powyższe niefrasobliwe doświadczenie dobiegło końca 16 marca 2006 roku, wraz z upublicznieniem mapy polaryzacji wielkoskalowego CMB. Przywróciło nas to do fizycznej realności. ☻
W wielkiej skali, polaryzacja CMB zdaje się wyśrodkowywać na naszej galaktyce. Wyraźnie okazuje linie pola magnetycznego Drogi Mlecznej.
Cokolwiek mówią inni ludzie, polaryzacja ta nie wymaga do wyjaśnienia ciemnej materii. CMB jest zjawiskiem związanym z naszą galaktyką, a ogólnie ze wszystkimi galaktykami. Jest to zjawisko całkowicie lokalne.
Portret kosmosu jako młodego Wszechświata. Radzimy przeczytać finalny komentarz. Ciekawi nas, jakie jeszcze epicykle będą potrzebne do uratowania standardowego modelu kosmologicznego.
Oto ten obiekt, jakim mi go po raz pierwszy pokazano. Źródło: 
...pewnego sceptycyzmu, wyrażonego przez 
Nasuwa się pytanie: jak słabe światło odległej soczewki grawitacyjnej przechodzi przez centralny obszar galaktyki?
Aby rozwikłać problem, poddaliśmy zdjęcie "torturom".
