Gwiezdne magnesy, część 1

Gateway Vortex, kyokizy, DeviantArt.

3 stycznia 2017

Co zapobiega rozpraszaniu się gwiazd?

Dzieci uczy się, że gwiazdy są płonącymi kulami wodoru. (...) Płomień fuzji uwalnia energetyczne cząstki z jąder, które są tak gęste, że mijają miliony lat, zanim się z nich wydostaną.

Miliardy lat, zanim powstała jakakolwiek gwiazda, były chmury pyłu i gazu tak rzadkie, że były praktycznie próżnią. Pytanie, nękające astronomów, brzmi: co spowodowało kondensację tych rozległych chmur?

Po pierwsze, chmura musi się schłodzić z cokolwiek wysokiej temperatury, jaką niegdyś posiadała, aby mogła się zapaść grawitacyjnie. Po drugie, supernowa może wywołać falę uderzeniową, nagarniającą cząstki na siebie. Następnie grawitacja ściąga chmurę w strukturę dosyć gęstą, aby rozpoczęła się fuzja.

Hipoteza mgławicowa została zaproponowana w XVIII wieku przez Kanta i Laplace'a, z modyfikacjami w wiekach XIX i XX, odzwierciedlającymi obiekcje. Grawitacja jest siłą względnie słabą, więc aby chmura gazu zapadła się pod własnym ciężarem, musi być chłodna i nie posiadać pola magnetycznego.

Niezależnie, czy chodzi o fale uderzeniowe, czy ciśnienie promieniowania, konwencjonalne teorie przedstawiają powstawanie gwiazd jako kinetyczne i indukowane mechanicznie. Uważa się, że początek temu daje spadek aktywności termicznej. Ponieważ gorący gaz się rozszerza, jak stwierdzają prawa fizyki, więc zapadnięcie się chmury gazu i pyłu powinno spowodować jest [ponowne] rozszerzenie i rozproszenie, i tu jest pies pogrzebany.

Proto gwiazdowy gaz i pył musi być niezmiernie zimny, w przeciwnym razie, jak wspomniano, tarcie przy zapadaniu się spowodowałoby rozproszenie chmury, zamiast ściśnięcia w gwiazdę. Jak owo zimno zapobiegłoby ogrzewaniu się, nie jest wiadome. Jeżeli coś zimnego jest ściskane do małej objętości, wówczas się nagrzewa, niezależnie od stanu wyjściowego. Wielu astronomów przyznaje, że ich teoriom czegoś brakuje, ale to najlepsze, co mają.

Pozostają pytania. Jak powstają masywne gwiazdy? Czy promieniowanie z wnętrza może zatrzymać akrecję? Co powoduje powstawanie gromad gwiazd? Skąd pochodzą chmury? Co powoduje powstawanie gwiazd na skalę galaktyczną?

NASA wystrzeliła teleskop misji Kepler 6 marca 2009 roku, mając niektóre z tych pytań na uwadze. Astronomowie korzystają z Keplera do pomiaru jasności różnych gwiazd oraz budowania katalogu zmian jasności, będących sugestywnymi w konwencjonalnym podejściu reakcji fuzyjnej. Technika ta znana jest jako astrosejsmologia, sposób zaglądania do wnętrz odległych gwiazd. Nazwa pochodzi od heliosejsmologii, będącej analizą rozchodzenia się fal uderzeniowych na Słońcu.

Obecnie, według naukowców, jedyną gwiazdą, której wiek znamy dokładnie, jest nasze Słońce, ponieważ materiał z Układu Słonecznego można dostarczyć na Ziemię celem analizy. Sądzi się jednomyślnie, że przy pomocy wiedzy o Słońcu można kalibrować odczyty z innych gwiazd.

Stephen Smith

---

Przetłumaczono z: Star Magnets Part One

Przetłumaczył: Łukasz Byczyński

Opasany żelaznymi pasami

Schemat połączeń elektrycznych Ziemi. Właściciel: ESA/DTU Space.

2 stycznia 2017

Czy pod powierzchnią krąży płynny metal?

23 listopada 2013 roku, Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) wystrzeliła misję satelitów Swarm z kosmodromu Plesetsk w północnej Rosji. Swarm składa się z trzech identycznych orbiterów, Alpha, Bravo and Charlie, umieszczonych na dwóch różnych płaszczyznach orbitalnych. Alpha i Bravo lecą obok siebie w nachyleniu 87.4º na wysokości 450 km (która powoli opada do 300 km), podczas, gdy Charlie umieszczony jest na 88º na 530 km. Wszystkie trzy są na orbicie polarnej. Gaz pędny powinien im starczyć na pięć i pół roku. Potem spłoną w atmosferze.

Wśród instrumentów pokładowych, satelity mają detektor wektora pola magnetycznego oraz detektor pola elektrycznego, mogą zatem mierzyć wariacje pól elektromagnetycznych, generowanych przez ziemskie oceany oraz litosferę. Ponieważ uważa się, że ziemskie pole magnetyczne wytwarzane jest przez elektryczne dynamo, tysiące kilometrów pod powierzchnią, nie ma sposobu na zobaczenie, co się tam dzieje, poza pośrednimi.

Menedżer misji Swamr, Rune Floberghagen, napisał:

Mamy niewiele sposobów zaglądania głęboko w strukturę naszej planety, ale Swarm dokonuje dużego wkładu w zrozumienie jej wnętrza...

Ziemskie pole magnetycznie nie pochodzi z jednego źródła. Zamiast tego, różne obszary generują mniejsze lub większe zaburzenia elektromagnetyczne. Jak dokładnie się ono zmienia, nie wiadomo. Swarm analizuje różnice sygnatur czasowych pomiędzy satelitami, podobnie, jak gęstość strumienia magnetycznego, w celu ustalenia czynnika zmienności.

Jak dotąd, dane Swarm wskazują, że woda w oceanie tworzy prąd elektryczny, który z kolei wzbudza odpowiedź elektromagnetyczną w płaszczu, obszarze na głębokości od 5 do 30 km pod dnem. Chociaż efekt jest mały, dokłada się on do całościowego pola magnetycznego Ziemi. Istotną uwagą jest, że przepływ ładunków elektrycznych indukowany jest oddziaływaniem z magnetosferą.

Niedawno, ESA ogłosiła odkrycie elektromagnetycznego strumienia dżetowego pod skorupą Ziemi na wyższych szerokościach. Dżet może być cokolwiek naciągnięciem, gdyż jego prędkość wynosi około 40 km na rok. W porównaniu do materii bliżej jądra, uważa się to za pięciokrotnie szybszy proces. Planetolodzy przypisują te odczyty płynnemu metalowi, okrążającemu bieguny.

W Elektrycznym Wszechświecie, Ziemia nie jest odizolowanym ciałem, którego siły i pola pochodzą wyłącznie z wewnętrznej aktywności. Raczej, jak podkreślono w poprzednim Zdjęciu Dnia, ziemska jonosfera połączona jest ze Słońcem włóknami ładunku elektrycznego, zatem górne warstwy atmosfery są wrażliwe na emisje słoneczne. Ziemia posiada aktywną elektrycznie plazmosferę, podłączoną do obwodu elektrycznego. Na przykład, przepływ ładunków elektrycznych pomiędzy powierzchnią a jonosferą, zwany elektrycznym potencjałem jonosfery, potrafi sięgać 240 000 V, a czasami przekracza 400 000 V.

Na wysokości około 150 km znajduje się obszar dynamo, gdzie ziemskie pole magnetyczne wykazuje największy ekwipotencjał elektryczny, największy przepływ ładunku wzdłuż równika geomagnetycznego. Jednakże, to nie jonosfera jest źródłem tego procesu, lecz Słońce.

W maju 2007 roku, satelita NASA, THEMIS, wykrył magnetyczną linę w magnetopauzie, szeroką jak Ziemia. Magnetopauza jest tam, gdzie około 70 000 km od Ziemi wiatr słoneczny spotyka ziemskie pole magnetyczne, zapewniając dojście energii elektrycznej ze Słońca. Jak ujawnia ilustracja u góry, przepływ ładunków słonecznych jest związany z magnetosferą, która następnie dopełnia obwód z jonosferą. Następnie prądy jonosferyczne indukują przepływ ładunków w warstwach podziemnych. Przepływ ów jest znany jako prądy telluryczne.

Być może to nie rzeki płynnego żelaza wykryły satelity Swarm, ale strumienie ładunku elektrycznego, krążące w obszarach lepiej przewodzących ładunki z kosmosu.

Stephen Smith

---

Przetłumaczono z: Clenched by Iron Bands

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Plazmoid jest potęgą

Promieniowanie rentgena o wysokiej energii, emitowane z plazmoidu w centrum Drogi Mlecznej. Prawa autorskie: NASA/JPL-Caltech

11 stycznia 2017

Co powoduje energetyczne emisje z centrów galaktyk?

Według niedawnego oświadczeni prasowego, w centrum Drogi Mlecznej znajduje się tak zwana supermasywna czarna dziura (SMBH), rozrywająca gwiazdy i wyrzucająca ich resztki z prędkością 10 000 km/s. Resztki gwiazd następnie łączą się w obiekty rozmiaru planety, o masie przekraczającej 2×10³⁷ kg, czyli tyle, co 10 Jowiszów.

Koncepcja ta nie pochodzi z danych obserwacyjnych, ale z modeli komputerowych, zaprojektowanych do symulowania sytuacji wokół SMBH Saggitarius A*.

Eden Girma, absolwent Uniwersytetu Harwadra, napisał:

Pojedyncza rozerwana gwiazda może dać początek setkom takich obiektów o masie planety. Zastanawiamy się: Co się z nimi potem dzieje? Stworzyliśmy kod komputerowy, aby wyjaśnić tą kwestię.

Uważa się, że tysiące planet swobodnie przemierzają kosmos. Dlaczego? Ponieważ tak teoretycznie powstają gwiazdy i planety. Dyski protoplanetarne, jak zgodnie się je widzi, pełne są kolizji pomiędzy kawałkami materii, dopóki te się nie ustatkują w stabilnych konfiguracjach. Część z takich ochłapów formuje gazowe giganty lub ciała skaliste, podczas, gdy inne są niszczone. Astronomowie jednakże uważają, że wiele z tych nowo powstałych planet jest następnie wyrzucanych z ich układów. Literatura sugeruje, że liczba swobodnych planet może przekraczać liczbę tych powiązanych z gwiazdami. Jednakże ostateczna odpowiedź jest nieznana.

Jak stwierdza ogłoszenie z Uniwersytetu Harwarda, te nowo powstałe planety są przypuszczalnie inne od tych, które wyewoluowały naturalnie. Badacze zapożyczają stwierdzenie Carla Sagana, mówiąc, iż są złożone z materii gwiazdowej, więc ich skład będzie się różnił, gdyż różne z nich powstały z różnych części wybuchłej gwiazdy. Pytanie brzmi, jak je odróżnić?

Istnieją zasadnicze problemy w obu pomysłach, w ewolucji protoplanetarnej, jak i ogólnie w czarnych dziurach. Czarnych dziur nie da się dostrzec przez najpotężniejsze teleskopy i czujniki promieniowania, ale astrofizycy wciąż utrzymują, że one istnieją, przez wzgląd na efekty ich działania. Zakładają oni, że materia jest przyspieszana i ściskana do formy spaghetti, będąc wciągana za horyzont zdarzeń, dopóki się nie porozrywa i nie utworzy więcej dzikich planet.

Ponieważ niemal wszystkie (95%) galaktyki mają mieć w sobie przynajmniej jedną czarną dziurę, wszystkie one mogą wyrzucać ku nam materię z daleka. Ponieważ materia wiruje wokół czarnej dziury z ogromną prędkością, według jednomyślnej opinii nagrzewa się ona od tarcia, emitując światło ultrafioletowe i promienie rentgena. To te emisje są traktowane jako pośredni dowód na istnienie czarnej dziury.

Poprzednie Zdjęcia Dnia nie zgadzały się na oba aspekty tego modelu komputerowego. Sama terminologia jest wysoce spekulatywna i niejednoznaczna. Na przykład dyski protoplanetarne i pływy grawitacyjne wymyślono, aby wyjaśnić niszczenie i ponowne powstawanie gwiazd. Twierdzenia, że promienie rentgena i ultrafiolet z kosmosu powstają w polu grawitacyjnym, jest zdradą ignorancji. Doświadczenia laboratoryjne wytwarzają takie energie poprzez przyspieszanie naładowanych cząstek w polu elektrycznym.

Nie ma doświadczenia potwierdzającego, że materia może zapaść się do niemal nieskończonej gęstości. To raczej skurcz Benneta (lub skurcz-z) w plazmie formuje plazmoidy, które stają się potem gwiazdami. Kiedy strumień elektryczności przez warstwę podwójną w obwodzie galaktycznym staje się zbyt duży, następuje nagłe zwarcie, które wysysa energię z otoczenia. Energia ta może być skoncentrowana z setek sześciennych lat świetlnych, a następnie wyładowana jako kosmiczna błyskawica, generując promienie rentgena oraz ultrafiolet.

Promieniowanie rentgena, dochodzące z serca Drogi Mlecznej, jest takie samo, jak z gwiazd podlegającym silnym naciskom elektrycznym. Plazmoid jest akceleratorem naładowanych cząstek, więc elektrony spiralują w polu magnetycznym i emitują promienie rentgena. Potem rozproszony prąd powraca do płaszczyzny galaktyki i płynie spiralą z powrotem ku centrum.

W Elektryczny Wszechświecie, elektromagnetyzm jest więcej niż zdolny do powodowania fenomenów kosmicznych, bez pomocy ponadnaturalnej fizyki supermasywnych czarnych dziur. Wyładowania plazmowe są powszechnie znane z generowania światła o wysokiej energii. Im większy przepływ ładunku elektrycznego, tym wyższa częstotliwość emitowanego światła. Przy odpowiednio dużej mocy powstają nawet promienie gamma.

---

Autor: Stephen smith

Przetłumaczono z: Plasmoids are the Power

Przełożył: Łukasz Buczyński

Elektryczność we Wszechświecie

Elektryczność we Wszechświecie - Plazmawiki

Przetłumaczony ze strony ElectricUniverse.info artykuł na temat powszechności elektryczności właśnie został ukończony. Elektryczność jest wszędzie - od żywych organizmów, po przestrzenie międzygalaktyczne.

Ciemna materia ponownie sfalsyfikowana

Rok 2016 może być zapamiętany jako rok, w którym hipoteza ciemnej materii została w końcu oficjalnie obalona. Dwa niedawne naukowe badania^[1][2] dostarczyły wyników, które mogą podnieść fatalne obiekcje dla istnienia ciemnej materii. W tym artykule, nasz gość, Barry Setterfield, rozpocznie naszą analizę od przeglądu początków hipotezy ciemnej materii oraz znaczenia owych nowych naukowych raportów z perspektywy Elektrycznego Wszechświata.

Przewidywana i zaobserwowana prędkość rotacji dysku galaktyki.

Oba badania obejmowały rolę tak zwanej ciemnej materii w utrzymywaniu obserwowanych prędkości rotacji galaktyk. To przede wszystkim prędkość rotacji galaktyk spowodowała wprowadzenie idei ciemnej materii. Stało się tak, gdyż zewnętrzne ramiona spiralne galaktyk obracały się wokół jądra tak szybko, jak wewnętrzne ramiona. Z punktu widzenia grawitacji należało się spodziewać, że gwiazdy w zewnętrznych ramionach będą wirowały znacznie wolniej, jak nasze planety zewnętrzne wirują wolniej wokół Słońca, niż wewnętrzne. Ponieważ galaktyki takie nie są, wprowadzono grawitacyjne oddziaływanie ciemnej materii. Ale oba artykuły pokazują, że ciemna materia nie zachowuje się, jak przewidywano. Jeden z profesorów astronomii niezależnie wywnioskował o wrześniowym artykule na temat tempa obrotów galaktyk, cytuję:

Nic w standardowym modelu kosmologicznym nie przewiduje tych rezultatów i było niemal niemożliwe do wyobrażenia, jak należałoby go zmienić, aby wyjaśnić to bez całkowitego porzucenia hipotezy ciemnej materii.
~ Matthew Pasek

Nieco później, jeden z autorów listopadowego artykułu, Paolo Salucci, skonkludował, że ich wyniki jasno pokazują naukowcom, że istnieje inny rodzaj fizyki, czekający na odkrycie i zgłębienie. Zatem te dwa artykuły sugerują, że idea ciemnej materii może zostać zakwestionowana, czeka na odkrycie inny rodzaj fizyki, lub jedno i drugie.

Dla kontekstu historycznego omówmy, dlaczego naukowcy po raz pierwszy zaproponowali istnienie ciemnej materii.

Kiedy Sir Isaac Newton opakował matematycznie sposób zachowania się masywnych ciał pod wpływem grawitacji, pozwoliło to na dokładny opis zachowania wszystkich obiektów w Układzie Słonecznym. Od tamtej pory astronomowie używali tego równania celem wyjaśnienia zachowania wszystkiego widocznego we Wszechświecie, od komet po gromady galaktyk. Prędkości, z jakimi poszczególne planety obiegają Słońce, są dobrze opisane prawami Newtona i okazały się pewne na przestrzeni wielu lat. Drogą ilustracji, planetarium używa tego prawa do pokazania zdarzeń w Układzie Słonecznym, jakie miały miejsce i jakie nastąpią w określonym czasie. Archeolodzy opierają się na danych o zaćmieniach, dostępnych z prawa grawitacji, do datowania wydarzeń historycznych.

W skrócie, prawo Newtona stanowi, że im dalej od obiektu centralnego ciało orbituje, tym wolniej się porusza. I tak, planeta najbliższa Słońcu, Merkury, okrąża Słońce z prędkością ok 30 mil na sek. Dla kontrastu Ziemia, trzecia planeta od Słońca, podróżuje z prędkością ok 18 3/4 mili na sek., podczas, gdy odległy Pluton pokonuje jedynie 3 mile na sek. Gdyby odpowiadało za to prawo grawitacji, prędkości orbitalne gwiazd wokół jądra galaktyki malałyby podobnie, jak planet krążących wokół Słońca.

W późnych latach 70-tych, Vera Rubin i Alber Bosma niezależnie od siebie odkryli coś niezwykłego w obrotach galaktyk. Nie zachowywały się one zgodnie z prawami grawitacji. Okazało się natomiast, że w zewnętrznych obszarach galaktyki prędkość orbitalna gwiazd jest mniej więcej taka sama, wzdłuż całej zewnętrznej krawędzi galaktyki. Nie ma spowalniania, spadku prędkości orbitalnej. Gdy tylko ustalono ten fakt dla wielu galaktyk, oczywista stała się potrzeba wyjaśnienia. I w tym właśnie kontekście rozwinięto koncepcję ciemnej materii. Newtonowska grawitacja nie przewidywała wyników obserwacji. Zatem coś oczywiście umykało. Jeżeli płaskie krzywe rotacji, jak je nazwano, miały by być wyjaśnione samą grawitacją, jedyną możliwością byłyby ogromne ilości materii w postaci halo wokół całej widocznej galaktyki i poza nią. Owo ogromne halo musiałoby rozciągać się poza gwiazdy tworzące widoczną krawędź galaktyki, aby móc działać. A skoro owo halo materii jest niewidoczne i nie wysyła światła, zostało w końcu nazwane "ciemną materią".

Co istotne, w tym wyjaśnieniu ciemna materia musi oddziaływać ze zwykłą materią grawitacyjnie, w innym przypadku koncepcja nie zadziała. W listopadzie 2016 roku, dr Andreas Ringwald zdefiniował ciemną materią w ten sposób:

Ciemna materia jest niewidoczną formą materii, która jak dotąd ujawnia się jedynie poprzez efekty grawitacyjne. Z czego się składa, pozostaje kompletną tajemnicą.

Chociaż wciąż jest tajemnicą, zaproponowano różne jej formy, jak gorąca ciemna materia, podobna do plazmy, lub zimna ciemna materia, jak zimny gaz wodorowy, masywne obiekty halo, które nazwano w skrócie MACHO. Masywne, gęste obiekty halo, jak roje planet lub księżyców, błądzące bez celu po galaktyce. Rozległe obserwacje definitywnie wykluczyły wszystkie trzy opcje. Co więcej, pod koniec października 2013 roku, obserwacje teleskopu Kepler wykluczyły również, że ciemna materia składa się z czarnych dziur dowolnego rozmiaru. Możliwość, że jest ona formą dziwnej lub egzotycznej materii, została zaproponowana w listopadzie 2014 roku. Stało się to jednak z powodu fiaska poszukiwań bardziej prawdopodobnych kandydatów. Obecnie jednak uznaje się to za mało prawdopodobnego kandydata. Obecny faworyt to WIMPy. WIMPy to kolejny skrót, a mają być one słabo oddziałującymi, masywnymi cząstkami, coś jak neutrino. W niedawnej historii nauki większość czasu, pieniędzy i badań przeznaczono na szukanie WIMPów, i wydają się one jedynym możliwym wyjaśnieniem, jakie pozostało. Ale WIMPy, w formie neutrino i innych możliwych cząstek, zostały w całości wykluczone przez doświadczenia i obserwacje. Miano nadzieję, że Wielki Zderzacz Hadronów w CERNie wykryje kluczowe dla nieuchwytnej ciemnej materii cząstki, które można by nazwać WIMPami.

Jeżeli WIMPy są proponowane jako komponent ciemnej materii, czy to prawda, że te dwa badania podważają ich spodziewane grawitacyjne oddziaływanie ze zwykłą materią?

Tak, podważają. Ekatarina Karukes, główny autor publikacji z listopada, ujęła to tak, cytuję:

Większość ciemnej materii, zgodnie z najbardziej wiarygodną hipotezą, to WIMPy. Nie oddziaływałyby z normalną materią inaczej, niż grawitacyjnie... Jednakże nasze obserwacje temu przeczą.

Skoro tak, to pierwotne założenia co do ciemnej materii są fałszywe, gdyż spodziewano się jej oddziaływania ze zwykłą materią poprzez grawitację i sterowanie w ten sposób jej tempem rotacji. Listopadowa praca idzie nawet dalej. Pokazuje, że rozmieszczenie materii i ciemnej materii musi być blisko związane, o ile ciemna materia faktycznie tam jest. Autorzy stwierdzają, cytuję:

Znaleźliśmy powiązanie między strukturą normalnej, świecącej materii, jak gwiazdy, gaz i pył, z ciemną materią.

Innymi słowy, obserwacje te pokazują, że jeśli ciemna materia faktycznie istnieje, może być jedynie w miejscach, gdzie znajduje się zwykła materia. Oznacza to, że nie może istnieć ogromne halo ciemnej materii, rozciągające się poza widoczne granice galaktyk. Powodem, według badania, jest to, że widoczna granica galaktyki oznacza granicę jej zwykłej materii. Zatem wszelka ciemna materia również musi się tam kończyć.

W lutym 2015 roku, poszukiwania halo ciemnej materii poza widocznymi granicami galaktyk dały negatywny wynik dla galaktyk, u których poszukiwano tego efektu. Zatem płynie stąd wniosek, że ciemna materia może występować jedynie w tych miejscach, gdzie znajduje się zwykła materia, nie może występować samodzielnie. Zaprzecza to całej idei halo z ciemnej materii. W publikacji z września 2016 roku zawarto podobne wnioski, oparte na próbie 2693 punktów danych w 153 galaktykach. David Merrit, profesor fizyki i astronomii w Instytucie Technologii w Rochester, nie brał udziału w badaniu, ale doszedł do tych wniosków z publikacji naukowych. Powiedział, cytuję:

Krzywe rotacji galaktyk tradycyjnie wyjaśniane były przez hipotezę ad-hoc, że galaktyki otoczone są przez ciemną materię. Relacja lub prawo, odkryte przez McGaugh'a et al., jest poważnym i być może fatalnym wyzwaniem dla tej hipotezy, gdyż pokazuje, że krzywe rotacji są dokładnie zdeterminowane rozkładem samej tylko normalnej materii. Nic w standardowym modelu kosmologicznym tego nie przewiduje i niemal nie można sobie wyobrazić, jak model ten mógłby zostać zmieniony, aby to wyjaśnić, bez zupełnego odrzucenia hipotezy ciemnej materii.

Praca z września 2016 roku określa, że istniała dokładna matematyczna relacja pomiędzy obecnością widocznej materii a przyspieszeniem gwiazd i galaktyk. Jest to niemal dokładne powiązanie lub prawo z niewielkim marginesem błędu w galaktykach wszystkich rodzajów. Źródło siły przyspieszającej nie jest znane, oprócz tego, że nie jest to zwykła grawitacja. Główny autor pracy, Stacy McGaugh, powiedziała, cytuję:

Naturalne wnioskowanie jest takie, że prawo to pochodzi z uniwersalnej siły, jak modyfikacja grawitacji w rodzaju MOND, M O N D, ponownie akronim, hipoteza zmodyfikowanej dynamiki Newtona, zaproponowanej przez izraelskiego fizyka Moti Milgroma.

Chociaż MOND nie tłumaczy wszystkich zjawisk grawitacyjnych, praca McGauth nie zmniejsza poprawności podejścia Milgroma. W sumie jest z nim zgodna, ale mamy tu problem, jest to narzędzie czysto matematyczne, pozwalające wytłumaczyć niektóre obserwacje. (...) Nie ma fizycznego powodu na istnienie dodatkowego czynnika lub nowego prawa. To samo w sobie może pchnąć nas do poszukiwań innych opcji, w których inne siły przyspieszające istnieją poza galaktyką.

Alternatywnym kandydatem na taką siłę jest elektromagnetyzm. Dlaczego możliwość taka jest powszechnie ignorowana przez kosmologię głównego nurtu?

Kristian Birkeland w laboratorium.

Istnieje powód historyczny, dla którego jest to do dziś w większości ignorowane. Prześledźmy to razem przez kilka chwil i zobaczmy, co się stało. Na samym początku XX wieku Norweg, Kristian Birkeland, studiował zachowanie plazmy w laboratorium. Plazma, czwarty stan materii, powstaje w laboratorium, gdy atomy są odzierane z jednego lub więcej elektronów, pozostawiając protony, jony i elektrony, będące swobodnie latającymi, naładowanymi cząstkami. Poruszające się ładunki stanowią prąd elektryczny, a te prądy mają wirowe pola magnetyczne. Owe pola zacieśniają plazmę do włókien i arkuszy. Zatem wszystkie oddziaływania w plazmie są elektryczne i magnetyczne. Praca Birkelanda na początku XX wieku była początkiem tak zwanej dziś fizyki plazmy. Jednakże, niemal natychmiast, matematyk i fizyk Sydney Chapman, bardzo szanowany za swoje osiągnięcia, oczernił fizykę plazmy Birkelanda. Jego opinie były tak poważane, że zablokowały postęp w fizyce plazmy aż do jego śmierci w roku 1970.

Od tamtej pory nowe odkrycia w kosmosie potwierdziły, że Birkeland miał rację, a Chapman się mylił. W rezultacie upowszechniło się studiowanie fizyki plazmy. Okazało się, że ponad 99% materii we Wszechświecie to plazma. Zatem badanie włókien plazmy w laboratorium daje nam pewne wyobrażenie, co się dzieje w kosmosie. Widać z tej historii, że opcja sił elektromagnetycznych i fizyki plazmy pojawiła się zaledwie pod koniec lat 70-tych i na początku 80-tych, gdy wypłyną ów problem z galaktykami.

Symulacja galaktyki spiralnej Peratta.

Tak więc, zjawiska grawitacyjne były rozważane jako jedyna opcja. W tym kontekście Antony Peratt z Los Alamos National Laboratories wskazał w 1992 roku, że siły elektromagnetyczne w kosmosie mogą być 10 do potęgi 39 razy silniejsze niż grawitacja. 10 do 39, czyli jedynka z 39 zerami. Jego doświadczenia i symulacje pokazały, że odpowiedź na dylemat ciemnej materii leży właśnie w tej dziedzinie badań. W serii artykułów w czasopiśmie IEEE z grudnia 1986 roku, Peratt omawiał swoje eksperymenty i symulacje komputerowe z przeplatającymi się włóknami plazmy, działającymi pod wpływem sił elektromagnetycznych. Wykazał, że w przekroju oddziaływania tych włókien powstały miniaturowe galaktyki spiralne. Galaktyki te właściwie obejmowały wszystkie znane rodzaje. Liczba użytych przez niego włókien miała zakres od 12 w doświadczeniach i do sześciu w symulacjach, ale już przy dwóch lub trzech włóknach oddziaływania elektromagnetyczne uformowały wszystkie rodzaje galaktyk. Peratt podkreślił, że te doświadczenia i wyniki mogą być liniowo przeskalowane do proporcji kosmicznych, jako wynik znanego działania plazmy.

Zatem, kluczowym kandydatem na siłę przyspieszającą w galaktykach jest elektryczność i/lub magnetyzm, które z powodów historycznych zostały przeważnie zignorowane przez grawitacyjnych astronomów aż po dziś dzień. Dla obecnej dyskusji, powstaje z doświadczeń Peratta ważna myśl. Owe miniaturowe galaktyki z laboratorium będące spiralne bądź eliptyczne, lub jakiekolwiek by nie były, wszystkie miały krzywe rotacji jak ich kosmiczne odpowiedniki. Płaska krzywa rotacji galaktyk wynika z faktu, iż nie działają tu siły grawitacji ale raczej elektromagnetyczne, zachowujące się inaczej, jak również będące znacznie szybsze i silniejsze od grawitacji. Zatem siły zaangażowane same w oddziaływania plazmy są zdolne do spowodowania płaskiej krzywej rotacji w galaktykach bez żadnych dodatkowych matematycznych czynników bądź egzotycznej fizyki czy ciemnej materii. Badania Peratta zasługują więc na znacznie większą uwagę w środowisku astronomów, fizyków i kosmologów, niż mają obecnie. Toteż odpowiedź na zagadkę ciemnej materii znaleziono w fizyce plazmy, dającej reprodukcje w laboratorium. Jest to kompletne rozwiązanie tej zagadki, a co więcej, jest to nauka godna zaufania.

[1] Acceleration relation found among spiral and irregular galaxies challenges current understanding of dark matter

[2] Unexpected interaction between dark matter and ordinary matter in mini-spiral galaxies

---

Na podstawie: Dark Matter Falsified — Again? | Space News

Magnetyczne zaciskanie

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).

W obserwacjach tych brały udział również Kosmiczny Teleskop Hubble'a i Obserwatorium Rentgenowskie Chandra. Obrazy z Chandry ujawniły źródło gamma, emitujące obficie promienie rentgena w wąskich dżetach.

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.

---

Autor: Stephen Smith

Przetłumaczono z: Down the Barrel

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Prądowe modele Słońca - elektryzujący temat: konkluzje

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.

Przetłumaczono z: Current Models of the Sun — A Charged Subject: Conclusion

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński