Prądowe modele Słońca - elektryzujący temat - część 4

'Koronoidalne wyładowania elektryczne', wyprodukowane przez Pupina w najstarszym znanym solellusie (1892). © Pupin.

23 sierpnia 2016

Spekulacje na temat elektrycznych aspektów Słońca były powszechne przed Birkelandem.

Jak dotąd, elektron nie został odkryty. Około 1879 roku, francuski fizyk Antoine Henri Becquerel (1852-1908) rozumował, że plamy słoneczne są zagłębieniami, przez które wodór oraz inne substancje uciekają z fotosfery Słońca, aby w końcu spowodować ziemską zorzę:

(...) wodór zabiera ze sobą ładunek dodatni, który rozchodzi się po przestrzeni planetarnej, nawet do atmosfery Ziemi zawsze tracąc na intensywności, ze względu na złe przewodzenie powietrza oraz skorupy ziemskiej.

Wciąż utrzymywał się pogląd, że rozchodzenie się elektryczności przez przestrzeń międzyplanetarną jest ograniczone przez dyfuzję materii, więc nie może rozejść się w próżni. Zmieniło się to w 1881 roku, kiedy niemiecki fizyk Eugen Goldstein (1850-1930) zapewnił, że wyładowanie jest procesem, mającym miejsce w swobodnym eterze, ożywiając poglądy zawarte w niektórych cytatach powyżej. W 1876, Goldstein ukuł termin promienie katodowe, znane dziś jako wiązki elektronów, wąskie i skupione strumienie elektronów, przemierzające próżnię. Odpowiednio, jemu przypisuje się pogląd, że Słońce wysyła promienie katodowe, powodujące zorzę:

Pewne ziemskie zjawiska natury elektrycznej albo magnetycznej, które, ze względu na zbieżność ich okresów i epok ze zmianami słonecznymi, są wyjaśniane przy pomocy wpływu statycznego, indukcji magnetycznej, (...) masy Słońca, mogą być wygodnie odniesione do prądów elektrycznych, promieniujących przez kosmos z ciała centralnego. (...) można to sobie wyobrazić, że Słońce emituje promienie elektryczne tak samo, jak światło.

William Huggins (1824-1910) był angielskim astronomem spekulującym, że proteburancje w koronie słonecznej mogą być, przynajmniej częściowo, wyładowaniami elektrycznymi, podobnymi do ziemskich zórz. W 1885 powiedział on Towarzystwu Królewskiemu w Londynie:

Największe manifestacje ziemskich zaburzeń elektrycznych muszą być jako całość nieznaczne wobec zmian elektrycznych, jakie muszą towarzyszyć ciągłej i budzącej grozę aktywności fotosfery. (...) Z pewnością nie przesadzamy, mówiąc, iż nasze ziemskie doświadczenie błyskawic i zórz zawodzą w dostarczeniu nam jakichkolwiek właściwych podstaw prawdziwych idei na temat sił elektrycznych, działających na Słońcu.

Podążając śladami poprzednich naukowców, Huggins twierdził, że światło zodiakalne może być funkcją aktywności korony, że Merkury i Wenus mogą być stale naładowane elektrycznością innego imienia, niż ta na Słońcu (?), jak również bardziej odległe planety, oraz, że komety oddziałują ze Słońcem elektrycznie. Mówiąc o świetlistych strumieniach , smugach i zakrzywionych promieniach, widzianych w komach, analogicznych do strumieni koronalnych, Huggins napisał:

(...) jedyna teoria, wyjaśniająca je w sposób satysfakcjonujący, i która wydaje się zdążać do ostatecznego zaakceptowania, przypisuje je zaburzeniom elektrycznym, szczególnie sile odpychającej, działającej od Słońca, przypuszczalnie elektrycznej, która zmienia się na powierzchni, i niepodobnie do grawitacji, jak masa. Siła tej natury w przypadku silnej rozrzedzonej materii może z łatwością przezwyciężyć grawitację, i, jak widzimy w warkoczach komet, zdmuchnąć ten rodzaj materii na ogromne odległości mimo grawitacji.

Idąc dalej, w 1891 i 1892 roku, amerykański fizyk Major Albert Veeder (1848-1915) bronił swojej hipotezy elektro-słonecznej, twierdząc, że wybuchowe siły elektryczne ze Słońca, najpewniej objawiające się flokulami, są przenoszone przez koronę i światło zodiakalne ku Ziemi, gdzie biorą udział w powstawaniu zórz, antycyklonów i trzęsień ziemi.

W mowie, wygłoszonej w 1892 roku, niemiecko-brytyjski fizyk Franz Arthur Friedrich Schuster (1851-1934) zidentyfikował kilka tematów, wymagających dalszych badań z otwartym umysłem. Obejmowały zagadnienie Słońca jako potężnego magnesu: Warkocze komet, które, jak pokazują obserwacje zaćmień, rozchodzą się od Słońca we wszystkich kierunkach, składają się z wyładowań elektrycznych. Efekt magnesu na wyładowanie jest znany... W innym miejscu, rozważając 'eter': Czy jest wystarczająco materii w przestrzeni międzyplanetarnej, aby była przewodnikiem elektryczności? Wierzę, że dowody wskazują tą możliwość. Ale przewodnictwo to może być jedynie niewielkie... W trzecim miejscu wspomina o plamach słonecznych:

...czy to niemożliwe, że wyładowania elektryczne, wychodzące ze Słońca, i sztucznie przyspieszające parowanie na jego powierzchni, mogą chłodzić region, z którego wychodzą, tworząc tym samym plamy słoneczne? (...) Czy okresowość plam słonecznych oraz powiązanie tak niepodobnych zjawisk, jak plamy na słońcu i zaburzenia magnetyczne na Ziemi, mogą być spowodowane okresową zmianą w przewodnictwie w części przestrzeni wokół Słońca? Takie zwiększenie przewodnictwa mogłoby powstać dzięki materii meteorytowej, obiegającej Słońce.

W tym samym roku, serbsko-amerykański fizyk i chemik Mihajlo Idvorski Pupin (1858-1935) zaraportował o serii koronoidalnych wyładowań elektrycznych, które wyprodukował na mosiężnej sferze wewnątrz bańki próżniowej, o próżni w różnym stopniu rozrzedzenia, przypominające w wielu charakterystycznych szczegółach zachowanie i wygląd korony słonecznej: Wszystkie te zjawiska sugerują memu umysłowi silne podobieństwo pomiędzy strumieniami wyładowania elektrycznego w słabej próżni, a strumieniami korony słonecznej... Poza cechami przywołującymi granularną strukturę oraz flokule, jedno z wyładowań pomiędzy mosiężną sferą a folią aluminiową (...) wyglądało jak czarna meduza z ognistym wężem tańczącym wokół jej głowy. Pupin był przypuszczalnie innowacyjny w sposobie użycia tego, co nazwałem Solellus w 2012 roku – jest to 'terrella' modelująca Słońce.

Przewińmy znów do roku 1903, kiedy to niemiecki fizyk Hermann Ebert (1861-1913) wyłożył swoją elektromagnetyczną teorię korony słonecznej: Korona jest widoczną reakcją rozdrobnionej materii w pobliżu Słońca pod wpływem dielektrycznej polaryzacji, następującej w różnych częściach Słońca, w czasie, gdy siły elektryczne są wzbudzone w jego pobliżu. Podczas, gdy wcześniejsze teorie o siłach elektrycznych wychodzących ze Słońca, jak u Zöllnera, że kawałki świecącej materii są wyrywane ze Słońca i odpychane siłą elektryczną, naruszając zasady dynamiki, Ebert zanotował, że wystarcza rozchodzenie się w strumieniach raptownie zmieniającej się polaryzacji dielektrycznej. Użycie solellusa umożliwiło Ebertowi zreplikowanie włóknistej struktury korony i jej zmian ze stanu zapadniętego do rozłożystego podczas cyklu słonecznego:

Należy jedynie wzbudzić, na przewodzącej kuli umieszczonej w rozrzedzonej atmosferze, okresowo zmieniające się oscylacje elektryczne o niskim tłumieniu. (...) Kiedy kula jest ładowana i rozładowywana, podczas pracy iskier w szczelinie, promieniste strumienie wychodzą z niej beż żadnego przewodnika na powierzchni szklanego cylindra. Strumienie wychodzą z punktów kuli, w których zaburzenia warunków elektrycznych otoczenia są najbardziej zmasowane, szczególnie na nieregularnie zakrzywionych częściach powierzchni, spowodowanych w naszych doświadczeniach przez małe odkształcenia od formy sferycznej. Zjawiska powstałe w ten sposób (...) wykazuj ą następujące specjalne cechy i są doskonałym odpowiednikiem korony słonecznej (...)

Używając tego samego urządzenia, Ebert otrzymał zjawiska, zgadzające się razem z wyglądem komet; będące wyraźnie w najściślejszym związku z aktywnością Słońca – szczególnie warkocz, skierowany w przeciwnym do Słońca kierunku. I, chociaż ostatnio odrzucane przez pewne autorytety, na przykład Lorda Kelvina, Ebert uważał również za wiarygodne powiązanie aktywności słonecznej z ziemskim magnetyzmem: Jeżeli Słońce faktycznie jest źródłem zaburzeń elektromagnetycznych, musi być źródłem promieniowania elektromagnetycznego. Ziemia jest przewodnikiem (...) strumienie elektromagnetyczne muszą mieć wpływ na warunki magnetyczne na Ziemi.

---

Autor: Rens Van Der Sluijs

Mythopedia.info

Przetłumaczono z: Current Models of the Sun — A Charged Subject Part 4

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Prądowe modele Słońca - elektryzujący temat - część 3

Osborn Reynolds (1842 - 1912). © John Collier (1904).

18 sierpnia 2016

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.

---

Autor: Rens Van Der Sluijs

Mythopedia.info

Przetłumaczono z: Current Models of the Sun — A Charged Subject Part 3

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Błędne koło

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.

---

Autor: Stephen Smith

Ukłony dla Williama Thompsona III

Przetłumaczono z: Circular Logic

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Efekt Kerra w optyce

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.

Efekt Kerra w płaskiej geometrii

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.

Efekt Kerra w geometrii kołowej lub sferycznej (fr, PDF)

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:

$N^2\left(V\right)=\epsilon \left(V\right)=1+4\eta n\alpha \left(V\right)$

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!

---

Autor: Bernard Lempel

Przetłumaczono z: KERR EFFECT IN OPTICS

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Krzyż Einsteina, kość w soczewkowaniu grawitacyjnym

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.

Co mówi teoria?

Graf. 1. Soczewka grawitacyjna. Autor: Norbert Rumiano

Graf. 2. Autor: Bernard Lempel

• 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.

  Więcej o soczewkowaniu grawitacyjnym

• Inne przykłady soczewek grawitacyjnych
  1. Soczewka PG1115+080 (Subaru)
  2. Kwazar PG1115+080 (HST)
  3. Soczewki grawitacyjne PRC95-43 (HST)
  4. Gromada galaktyk Abell 2218 (HST)
  5. Inne obrazy soczewek z VLT

Czego teoria nie mówi?

• 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

1. Czy gęstość jednego lub więcej bąbli plazmy, blisko jądra galaktyki, może wystarczyć do zaistnienia rozważanego efektu ugięcia?
2. 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.

Odkryliśmy, że zdjęcie to znajduje się na następujących stronach:
Gaia et la croix d'Einstein. (Paris-Meudon Observatory)
Gaia honours Einstein by observing his Cross. (ESA "Image of the week (09/04/2015).

Większość pomyłek w filozofii ma miejsce z powodu tendencji ludzkiego umysłu do brania dosłownie symboli.

(Albert Einstein, Kosmiczna Religia)

---

Autor: Bernard Lempel

Przetłumaczono z: A Gravitationnal Lens Snag, The Einstein Cross

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Kość w ciemnej materii

Źródło: Françoise Combes

Grawitacja a obroty galaktyk

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:

1. Krzywa rotacji zaobserwowana dla NGC 2403 (piktogramy) oraz krzywe rotacji dla poszczególnych elementów (linie).
   Źródło: Begeman (1987)
2. Krzywe rotacji zaobserwowana dla NGC 5033 (piktogramy) oraz krzywe rotacji dla poszczególnych elementów (linie).
3. 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

1. Pierwszym obiektem jest dysk, złożony z masywnych obiektów (gwiazdy, planety, pył, etc.)
2. Drugim jest gaz, złożony z wodoru atomowego o małej gęstości, wykrywalnego tylko dzięki byciu zjonizowanym, oraz częściowo lub mniej, z cząsteczkowego wodoru lub helu.

Źródło: NASA/WMAP

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:

1. Prędkości obrotowe gazu nie są dobrą miarą prędkości obrotowej galaktyki.
2. Z drugiej strony, prędkość obrotowa gazu jest dobrą wskazówką na istnienie galaktycznego pola magnetycznego.
3. 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.
   
4. Nie potrzebujemy ciemnej materii do wyjaśnienia prędkości obrotowej galaktyk.

A co z gromadami galaktyk?

Źródło: HST

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).

Źródło: Chandra

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.

Potrzebne jest wyjaśnienie, jak powstają soczewki grawitacyjne. Ale czy faktycznie są one grawitacyjne?

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?

Źródło: HST

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?

Źródło: ESO

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.

Źródło: Chandra

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.

Pytanie:

Czy nasza galaktyka jest wyjątkowa?

Dokumentacja:

1. The Dark Matter Myth - Magnetic Fields and Galactic Rotation Curves (Thomas Smid)
2. SPH simulations of magnetic fields in galaxy clusters (Dolag K. Bartelmann M. Lesch H.)
3. The rotation curve of spiral galaxies and its cosmological implications (Plik PS, do odczytania przez GhostScript, lub przekonwertowania na format PDF Adobe Acrobat)
4. Birth Control for Stars
5. Anchoring Magnetic Field in Turbulent Molecular Clouds
6. 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.
7. Hydrodynamique . Physique - Etienne Guyon, Jean-Pierre Hulin et Luc Petit - EDP SCIENCES.
8. The Baryonic Tully-Fischer Relation. (Stacy McGaugh).
9. IAP-CNRS (Roger Ferlet) A fast history and a summary of the results of the observations).
10. Accepted view of Universe challenged by astronomer.
11. EdgeviewSpace.
12. Les Données de BOOMERanG suggèrent un Univers purement Baryonique (Stacy McGaugh).
13. L'image Astronomique du Jour, Logarithmic Spirals Isabel and M51. A link which could be justifiable.
14. Propriétés et origine des reliques radio dans les amas de galaxies. (Chiara Ferrari).
15. arXiv:astro-ph/0308518 v1 28 Aug 2003 - A Dearth of Dark Matter in Ordinary Elliptical Galaxies. Aaron J. Romanowsky, Nigel G. Douglas, Magda Arnaboldi, Konrad Kuijken, Michael R. Merrifield, Nicola R. Napolitano, Massimo Capaccioli, Kenneth C. Freeman.
16. June 27th, 2005, On a retrouvé la matière noire dans les galaxies elliptiques ! But we did not still find the slightest sample of black matter.
17. Observational Cosmology: caveats and open questions in the standard model (Martín López-Corredoira - 01/06/2006).
18. New May 11th, 2010, We did not still find the slightest sample of black matter: First Dark Matter Results from the XENON100 Experiment.
    And also: Early Results from Large Dark Matter Detector Cast Doubt on Earlier Claims.
19. New Serious Blow to Dark Matter Theories?
    Zobacz streszczenie (źródło: ESO).

Mając dwie możliwości, naukowcy mają tendencję do wyboru tej niewłaściwej.

– Halton Arp

---

Autor: Bernard Lempel

Przetłumaczono z: A Black Snag in the Black Matter

Przetłumaczył: Łukasz Buczyński

Napisy do filmu "Symbole obcego nieba, cz. 3 - komety"

Film jest trzecią częścią serii Symbole obcego nieba Davida Tablotta.

Napisy do filmu w formacie vtt dostępne są na dysku google (mam nadzieję) pod tym linkiem: link.

Update:

Napisy zostały oficjalnie dodane, więc nie trzeba ich specjalnie pobierać. W dodatku jest to poprawiona wersja.