Komentar: Donosimo Vam ekskluzivni prijevod 7. poglavlja knjige Earth Changes and the Human Cosmic Connection ("Zemaljske promjene i ljudsko-kozmička veza") Pierra Lescaudrona i Laure Knight-Jadczyk.


Naslovnica ECHCC
© Sott.net
Zemaljske promjene i ljudsko-kozmička veza
Skrivena povijest svijeta III
Osim njenog vrlo niskog električnog otpora, još jedna karakteristika plazme je njena sposobnost da stvori neku vrstu "izoliranog mjehurića" oko nabijenih tijela:
Irving Langmuir je otkrio da je jedno od najvažnijih svojstava plazme njena sposobnost da električki izolira jedan dio sebe od drugog dijela sebe. Odvajajući zid se sastoji od dva sloja smještena blizu jedan drugome, jedan se sastoji od pozitivnih, a drugi od negativnih naboja. Langmuir je taj zid nazvao dvostruki omotač. Danas se on naziva dvosloj (engl. double layer, DL; op. prev.).

Budući da su plazme izvrsni vodiči, prilikom prolaska struje neće doći do značajnog pada napona u njima. Ako između dvije lokacije unutar plazme postoji značajna razlika napona, DL će se formirati između njih i većina razlike napona će se zadržati u njemu. Drugim riječima, DL je mjesto gdje se u plazmi nalazi najjače električno polje. Plazma ima gotovo magičnu sposobnost da se izolira od stranih uljeza.1
Valja primijetiti da kada se električni potencijal nebeskog tijela izjednači s potencijalom okolne plazme, izolirani mjehurić nestaje. To je slučaj s našim Mjesecem koji je lišen bilo kakvog izoliranog mjehurića.2

Izolirani mjehurić
© Sott.net
Izolirani mjehurić koji okružuje električno nabijeni objekt.
Gornja slika je presjek prikaza nabijenog tijela (lijevo) i njegovog okolnog DL-a (desno). DL pokazuje tri posebna dijela. Srednji dio čini većinu DL-a (što se tiče volumena). Električni potencijal ovog debelog sloja je relativno ujednačen, stvarajući vrlo slabo električno polje. Kao rezultat toga, struja je relativno ograničena; odatle dolaze DL-ova izolacijska svojstva. Većina razlike električnog potencijala pojavljuje se na krajevima; tamo gdje se DL približava nabijenom tijelu (lijevo) i okolnom prostoru / plazmi (desno).

DL dramatično ograničava izboj tijela. Bez DL-a, površina tijela bi bila u izravnom kontaktu s okolnim prostorom koje pokazuje puno drukčiji električni potencijal. Ta razlika potencijala dovela bi do brzog i potpunog izboja (električnog pražnjenja) tijela. Iz te perspektive, nebeska tijela su vrlo slična sferičnim kondenzatorima.

Kapacitor,3 također poznat kao kondenzator, su jednostavno dvije elektrode razdvojene izolatorom koji se naziva "dielektrični" materijal. Taj materijal može biti zrak, papir, drvo, staklo, itd. Kada je kondenzator spojen na izvor električne struje kao što je obična baterija, naboji se polako nakupljaju na elektrodama i električno polje između tih dviju elektroda se povećava. Na tom stupnju gotovo da nema struja koja teče između elektroda. Kada električno polje dosegne kritičnu vrijednost (poznatu kao "napon proboja"), dogodi se električni izboj (pražnjenje) i jaka struja naglo poteče između dvije elektrode. Zatim ponovno kreće polako nakupljanje naboja.
kondenzator
© Wikimedia Commons
Kondenzator s paralelnim pločama iz 19. stoljeća. Zrak između dvije ploče ima ulogu dielektrika.
Taser ili elektro-šoker je tipična primjena kondenzatora, gdje baterija od 9 volti napaja kondenzator nekoliko sekundi, nakon čega on može isporučiti vrlo kratko električno pražnjenje visokog napona (do 150 000 volti).4

Ako nabijeno nebesko tijelo promatramo kao kondenzator, onda samo nebesko tijelo jedna elektroda, vanjski sloj "izoliranog mjehurića" ili DL-a je druga elektroda, a plazma koja se nalazi u "mjehuriću", poznata također i kao plazmosfera5, predstavlja dielektrik kondenzatora (izolirajući materijal).

Sunce ima svoj vlastiti DL, odnosno heliosferu. Zemljin DL se naziva ionosfera. Svi planeti Sunčevog sustava se nalaze u Sunčevoj heliosferi, a istovremeno su okruženi vlastitim izoliranim mjehurićima. Donja slika prikazuje Zemljin DL (ionosferu) uronjen u Sunčev DL (heliosferu) i heliopauzu, što je vanjski sloj Sunčevog "mjehurića".
Heliosfera
© Sott.net
Prikaz Zemlje i njenog izoliranog mjehurića (ionosfere) uronjenih u heliosferu, Sunčev vlastiti izolirani mjehurić. Prikaz ne predočava stvarne odnose veličina.
Iako se za postojanje električne prirode Zemljine ionosfere odavno zna, tek su 2004. konačno opažena električna svojstva heliosfere:
Voyager 1 stigao je do "ruba Sunčevog sustava" u prosincu 2004. godine u regiju 94 puta udaljeniju od Sunca nego što je to Zemlja. To je područje gdje se očekivalo da će "nadzvučni solarni vjetar" iznenada usporiti kada dođe u kontakt s međuzvjezdanim medijem na onome što se naziva "šok prestanka". Ovaj fluidno-mehanički analog se znatno razlikuje od električnog modela, u kojem je Sunce "unipolarni" koronarni izboj. To jest, Sunce stvara fizičku anodu (pozitivno nabijen objekt), a sama plazma obavlja funkciju katode (negativno nabijenog objekta). Dalekovodi visokog napona na Zemlji pokazuju sličan "koronalni izboj" u okolni zrak, koji formira "virtualnu katodu" (ne objekt, već područje naboja).

U ovom modelu, gotovo cijela razlika napona između Sunca i njegove galaktičke okoline, za koju se procjenjuje da iznosi desetke milijardi volta, bit će koncentrirana na granici virtualne katode s međuzvjezdanim prostorom. Stoga je bilo za očekivati da podaci Voyager 1 neće biti u suglasnosti s magnetohidrodinamičkim modelom "šoka", dok se čini da su u skladu s električnim modelom. U električnom modelu, Voyager 1 je ušao u regiju "Faradayevog tamnog prostora" solarnog pražnjenja gdje je solarno električno polje obrnutog smjera. To bi objasnilo nakupljanje protona u Sunčevom vjetru i stalni porast u anomalnom kozmičkom zračenju iz udaljenijeg područja.6
Kao što je prikazano na gornjoj slici, heliosfera nije sferičnog, već elipsoidnog oblika. Taj oblik dolazi zbog činjenice da cijeli Sunčev sustav, uključujući heliosferu, kruži oko jezgre naše galaksije. Brzina Sunca u odnosu na središte Mliječne staze se procjenjuje na 220 km/s.7 Sunčev sustav putuje na lijevo; stoga je lijeva strana heliosfere "stisnuta",8 dok je desna strana heliosfere izdužena.

Mnogo godina je oblik heliosfere bila kontroverzna tema. Neki znanstvenici su tvrdili da je ona sfera sa Suncem u svom središtu, dok su kozmolozi plazme tvrdili da je elipsoid, poput Zemljine ionosfere ili kome kometa, zbog djelovanja istih elektromagnetskih pojava (sjetite se skalarnosti). Tek je nedavno elipsoidan oblik heliosfere potvrdila NASA-ina letjelica IBEX (Interstellar Boundary Explorer).9 (vidi donju sliku)
Sunčev izolirani mjehurić
© NASA / IBEX
Prikaz Sunčevog elipsoidnog izoliranog "mjehurića".
Valja primijetiti da, za razliku od Sunca i njegovih planeta, većina mjeseci (prirodnih satelita, op. prev.) u Sunčevom sustavu, uključujući naš Mjesec, nemaju vlastiti DL ili vlastitu plazmosferu. Njihov električni potencijal je jednaka električnom potencijalu okolnog prostora.

Ganimed
© NASA
Jupiterov mjesec Ganimed.
Međutim, postoji barem jedan izuzetak. Ganimed (vidi gornju sliku), Jupiterov 3. mjesec i najveći mjesec u Sunčevom sustavu, pokazuje prisustvo plazmosfere,10 tj. DL-a. To bi moglo biti zbog činjenice da je Ganimed nedavno uhvaćeno, električno aktivno tijelo koje međudjeluje s Jupiterom, električki najaktivnijim planetom u Sunčevom sustavu.

Reference:

1D. E. Scott, The Electric Sky, str. 74 (na engleskom jeziku).
2Valja primijetiti da iako je naš Mjesec trenutno lišen svakog magnetizma, to nije uvijek bio slučaj. Mjesečeva površina pokazuje ostatke magnetizma. Stijene koje su donijeli na Zemlju nakon slijetanja na Mjesec, pokazuju dokaze o tom magnetizmu. Nažalost, orijentacija stijena prije uzorkovanja nije zabilježena. Vidi gornji izvor, str. 214.
3Fenomene kapacitora je prvi put opisao 1745. godine njemački fizičar Ewald Georg von Kleist.
4T. Harris, "How stun guns work", How Stuff Works. Pogledajte: electronics.howstuffworks.com/gadgets/other-gadgets/stun-gun3.htm (na engleskom jeziku).
5U ostatku knjige ćemo naizmjenično koristiti riječi plazmosfera i magnetosfera. Plazmosfera je ionizirano područje oko nebeskog tijela, dok je magnetosfera magnetizirano područje oko nebeskog tijela. Iako su ovo često pojmovi koji se preklapaju, to nije uvijek slučaj. Na primjer, Venera ima malo (ako i uopće postoji) magnetsko polje, ali ima veliku plazmosferu. Vidi: D. E. Scott, The Electric Sky, str. 105 (na engleskom jeziku).
6W. Thornhill i D. Talbott, The Electric Universe, str. 44-45 (na engleskom jeziku).
7"Spiral Galaxies", University of Alberta. Pogledajte: www.ualberta.ca/~pogosyan/teaching/ASTRO_122/lect24/lecture24.html (na engleskom jeziku).
8Na sličan način Zemljin izolirani mjehurić je stisnut na svojoj strani koja je okrenuta prema Suncu zbog solarnih vjetrova kojima je izložen; on također pokazuje elipsoidan oblik. Ova ideja se dalje razrađuje u 28. poglavlju: "Mlazne struje".
9The Interstellar Boundary Explorer (IBEX) je letjelica vrijedna 169 milijuna dolara u vlasništvu NASA-e. IBEX-ova opažanja su dostupna javnosti od srpnja 2013. godine i pokazuju ono što se sada naziva "heliorep". Vidi: www.nasa.gov/content/nasa-s-ibex-provides-first-view-of-the-solar-system-s-tail/#.UeQLO23oDGo (na engleskom jeziku).
10M. G. Kivelson et al., "Ganymede’s magnetosphere: Magnetometer overview." Journal of Geophysical Research: Planets (1991 - 2012) (1998) 103(E9): 19963-19972 (na engleskom jeziku).