Niezbędny przewodnik po Elektrycznym Wszechświecie – wprowadzenie

Nowy obraz kosmosu

Jak nigdy dotąd, eksploracja naszego gwiaździstego wszechświata rozpala wyobraźnię. Nigdy wcześniej kosmos nie przedstawiał tak wielu ścieżek dla badań i odkrywania.

Nowe narzędzia obserwacyjne pozwalają nam „zobaczyć” zwykle niewidoczne spektrum elektromagnetyczne, a obraz ten jest spektakularny. Obrazy teleskopowe w promieniach rentgena, radiowych, podczerwonych i ultrafioletowych pokazują egzotyczną strukturę i silnie energetyczne zdarzenia, które w ciągły sposób na nowo definiują pytania.

Obserwacje spektrograficzne rosną ręka w rękę z szybszymi, pojemniejszymi komputerami oraz programami, doświadczeniem i szerokim naukowym przetwarzaniem danych, obrazowaniem oraz modelowaniem.

Lawina nowych obrazów stała się największym zaskoczeniem ery kosmicznej: świadectwa powszechnych prądów elektrycznych i pól magnetycznych rozciągających się poprzez cały wszechświat, łączących i poruszających to, co kiedyś uważano za odizolowane wyspy w przestrzeni. Ujawniające się zawiłe szczegóły nie są przypadkowe, lecz przejawiają unikalne zachowanie naładowanych cząstek plazmy poddanych wpływom prądów elektrycznych.

Wskazania przyrządów pokazują złożone pola magnetyczne oraz powiązane promieniowanie elektromagnetyczne. Widzimy ich efekty nad i na powierzchni Słońca, we wietrze słonecznym, w strukturach plazmy wokół planet i księżyców, wyrafinowanych strukturach mgławic, wysoko energetycznych wyrzutach z galaktyk oraz w bezkresnych przestrzeniach pomiędzy galaktykami.

Dzięki technologii XX w, astronomowie w XXI w mają niezwykłą możliwość. Dowody wskazują, że międzygalaktyczne prądy, rozpoczynające się daleko poza granicami galaktyk, mają bezpośredni wpływ na ewolucję galaktyk. Obserwowane zwiewne włókna i promieniowanie elektromagnetyczne w międzygalaktycznej i międzygwiezdnej plazmie są sygnaturą prądów elektrycznych. Nawet silne świecenie gwiazd można odnaleźć w prądach elektrycznych wiejących przez przestrzeń międzygalaktyczną.

W koronalnych wyrzutach masy (CME) naładowane cząsteczki są wybuchowo przyspieszane od Słońca tworząc włókna, pokonując słoneczną grawitację. Naładowane cząstki przyspiesza pole elektryczne, i nic innego znanego nauce nie spowoduje takiego efektu. Jeśli Słońce jest centrum pola elektrycznego, to enigmatycznych rzeczy tego ciała czeka na wyjaśnienie? Credit: SOHO (NASA/ESA)

Przez długi czas myślano, że tylko grawitacja może „pracować” lub działać efektywnie na kosmiczne dystanse. Ale perspektywy w astronomii gwałtownie się zmieniają. Specjaliści od fizyki elektryczności i magnetyzmu rozwijają nowe spojrzenie na siły aktywne w kosmosie. Nadchodzą wiarygodne konkluzje. Nie sama grawitacja, ale elektryczność i grawitacja kształtowała i kształtuje wszechświat, który obecnie obserwujemy.

Trochę historii

Wczesne teoretyczne podstawy współczesnej astronomii położone zostały przez Johannesa Keplera i Izaaka Newtona w XVII i XVIII stuleciu. Od 1687 roku, kiedy Newton po raz pierwszy ruch planet Prawem Grawitacji, w nauce założono, że grawitacja tłumaczy wszelkie wielkoskalowe zdarzenia, jak formowanie się gwiazd i galaktyk, czy narodziny systemów planetarnych.

Założenie to wynikało z obserwacji roli grawitacji w naszym układzie słonecznym. Badania nad naturą i potencjałem elektryczności jeszcze się nie rozpoczęły.

Eksperymenty Franklina z elektrycznością nastąpiły już po tym, jak astronomia grawitacyjna się dobrze ulokowała. Credit: Photo courtesy of the Benjamin Franklin Tercenary

Wtedy, w XIX w pionierzy badań, których imiona trzeszczą od elektryczności – Allesandro Volta (1745-1827), André Ampère (1775-1836), Michael Faraday (1791-1867), Joseph Henry (1797-1878), James Clerk Maxwell (1831-1879) i John H. Poynting (1852-1914) rozpoczęli empiryczne badanie „praw” rządzących magnetyzmem i zachowaniami elektromagnetycznymi oraz opracowali użyteczne równania je opisujące.

Począwsze od początku XX w norweski badacz Kristian Birkeland (1867-1917) odkrywał powiązania zorzy polarnej z polami magnetycznymi, które mierzył pod nią na Ziemi. Wywnioskował, że to elektrony dostarczane przez Słońce były źródłem „północnych świateł” – konkluzja szczegółowo potwierdzona przez współczesne badania. Było to jakieś 70 lat przed tym, jak fraza „prądy Birkelanda” weszła do leksykonów astronomii.

Dalsza praca innych naukowców – Jamesa Jeansa (1877-1946), laureata nagrody Nobla Irvinga Langmuira (1881-1957), Willarda Bennetta (1903-1987) i laureata Nobla Laureate’a Hannesa Alfvéna (1908-1995), autora książki Cosmic Plasma – kontynuowała rozwój naszego zrozumienia zjonizowanej materii (plazmy – czwartego stanu materii).

W drugiej połowie XX wieku, bliski kolega Alfvéna, Anthony Peratt opublikował przełomową książkę na temat kosmicznej plazmy Physics of the Plasma Universe, będącą kulminacją jego przekazów, eksperymentów z wysokimi energiami i symulacji komputerowych w Departamencie Energii w Los Alamos Laboratory w Nowym Meksyku (USA). Książka służy jako przewodnik dla specjalistów na tym polu.

Nowe tony w astronomii nastąpiły, gdy wycelowano w niebo radioteleskopy i zaczęto rejestrować coś, czego się nikt nie spodziewał – fale radiowe z energetycznych procesów w „pustce” w przestrzeni. Na drugim międzynarodowym warsztacie nad astrofizyką plazmy i kosmologią IEEE w 1993 roku, Kevin Healy z National Radio Astronomy Observatory (NRAO) zaprezentował dokument „A Window on the Plasma Universe: The Very Large Array, (VLA)”, w którym skonkludował:

„Wraz z ciągłym powstawaniem nowych poważnych problemów w „modelach standardowych” astrofizyki i rosnącą potrzebą fizyki plazmy do opisywania wielu astrofizycznych układów, VLA (Very Large Array) jest doskonałym instrumentem do obserwacyjnego wsparcia laboratoriów, symulacji i pracy teoretycznej w fizyce plazmy. Jej bezprecedensowa elastyczność i czułość zapewnia bogactwo informacji o każdym aktywnym radiowo regionie we wszechświecie.”

Aktywna galaktyka 3C31 (zakółkowana w środku) jest skarłowaciała przez wytryski plazmy przez jej biegunową oś, poruszające się z dużym ułamkiem prędkości światła. Jak elektryczny potencjał może wpływać na ewolucję galaktyki i miliardy jej gwiazd poprzez ogromną objętość jej aktywnego regionu? Credit: NRAO’s Very Large Array, and Patrick Leahy’s Atlas of DRAGNs

Na początku XXI stulecia Wallace Thornhill i David Talbot napisali wspólnie książkę The Electric Universe, a inżynier elektryk i profesor Donald Scott popełnił The Electric Sky. Razem, te prace są pierwszym ogólnym wprowadzeniem w nowe zrozumienie prądów elektrycznych i pól magnetycznych w kosmosie.

Liderem w publikowaniu technikaliów jest Stowarzyszenie Nauki o Plazmie i Fizyce Jądrowej, oddział Instytutu Elektryki i Inżynierii Elektronicznej (IEEE). Ta profesjonalna organizacja jest jednym z największych światowych wydawców literatury technicznej i naukowej.

Stojąc na ramionach pionierów elektryki, Carl Fälthammar, Gerrit Verschuur, Per Carlqvist, Göran Marklund i wielu innych kontynuują poszerzanie przełomowych badań nad plazmą po dziś dzień.

Ograniczenia teorii grawitacji

Prawo grawitacji, polegające całkowicie na masie ciał i dystansie pomiędzy nimi, spisuje się bardzo dobrze w wyjaśnianiu ruchu ciał niebieskich i satelitów w naszym układzie słonecznym. Ale kiedy astronomowie próbowali zastosować je do galaktyk i ich gromad, okazało się, że prawie 90% masy potrzebnej do zgodnego z obserwacją ich funkcjonowania po prostu brakuje.

Problem zaczął się w 1933 roku, kiedy astronom Fritz Zwicky policzył stosunek masy do światła 8 galaktyk w gromadzie Komy, w gwiazdozbiorze Warkocz Bereniki. Do tej pory zakładano, że ilość światła widzialnego z gwiazd powinna być proporcjonalna do masy (tak zwana „wizualna równowaga”). Gdy Zwicky zdał sobie sprawę, że widoczny gwałtowny ruch galaktyk wokół ich środka masy (barycentrum) sugeruje, że do powstrzymania ich przed odleceniem w przestrzeń potrzeba znacznie więcej masy, niż jest widoczna przez obserwacje.

Zwicky skonkludował, że brakująca masa musi być niewidoczna, lub „ciemna”. Inni astronomowie, jak Sinclair Smith (który przeprowadził podobne obliczenia dla gromady Virgo w 1936 roku), napotkali podobne problemy. Co gorsza, w 1970 wykres prędkości kątowej (odległość od centrum versus prędkość rotacji) gwiazd w Drodze Mlecznej wskazywał na płaską krzywą, zamiast opadającej, jak przewidywałoby prawo grawitacji Newtona.

W skrócie, astronomowie, posługujący się prawem grawitacji, zostali zmuszeni do dodania znacznie większej ilości masy, niż jest obserwowane na każdej długości fali. Nazwali tą dodatkową materię „ciemną”, jej istnienie wynika jedynie z błędnych przewidywań. Aby ukryć niedostatki, dali sobie czek in blanco, licencję na dodawanie tego wyobrażeniowego materiału wszędzie, gdzie potrzeba, żeby teoria grawitacyjna działała.

Nastąpiły dalsze matematyczne deliberacje. Założenie co do przesunięcia ku czerwieni widma obiektów doprowadziły do konkluzji, że wszechświat się rozszerza. Dalsze spekulacje doprowadziły do wniosku, że rozszerzanie to przyspiesza. Skonfrontowani z tak dziwaczną sytuacją, astronomowie zapostulowali istnienie zupełnie nowego rodzaju materii, niewidzialnego „czegoś”, które raczej odpycha, niż przyciąga. Ponieważ Einstein zrównał masę z materią (E = mc2), nowa materia została zinterpretowana jako oddziałująca jak czysta energia – nie zważając na fakt, że jeśli materia nie ma masy, to nie ma też energii, zgodnie z równaniem Einsteina. Astronomowie nazwali ją „ciemną energią”, nawiązując do jej zdolności przezwyciężania grawitacji, na której stoi cały teoretyczny gmach.

Ciemna energia jest pomyślana jako coś w rodzaju pola elektrycznego, ale z jedną różnicą. Pole elektryczne można wykryć na dwa sposoby: gdy przyspiesza elektrony, które emitują obserwowalne promieniowanie synchrotronowe lub Bremsstrahlunga, oraz przez przyspieszanie naładowanych cząstek jako prądu elektrycznego, któremu towarzyszy pole magnetyczne, wykrywalne przez promieniowanie Faradaya (przez spolaryzowane światło). Ciemna energia zdaje się niczego nie emitować i nic, co rzekomo robi, nie jest wykrywalne w polu magnetycznym. Jedna z sugestii mówi, że odpowiada za to jakaś właściwość pustej przestrzeni. Ale pusta przestrzeń z definicji nie zawiera materii, a wiec i energii. Koncepcja ciemnej energii jest filozoficznie słaba i pokazuje tylko, że model czysto grawitacyjny nigdy nie zbliżył się do rzeczywistego wyjaśnienia zjawiska.

Ten rysunek artystyczny przedstawiający standardowy model Wielkiego Wybuchu i rozszerzającego się wszechświata wydaje się prezentować precyzyjny obraz kosmicznej historii. Zupełnie inny obraz powstanie, gdy poznamy zjawiska plazmowe i prądy elektryczne we wszechświecie. Credit: NASA WMAP

Biorąc razem ciemną materię i ciemną energię, będzie tego coś około 24 razy więcej, niż materii widzialnej przez nas i wykrywalnej. W grawitacyjnym modelu wszystkie gwiazdy i galaktyki, a także cała materia pomiędzy nimi, ktorą potrafimy wykryć, to tylko jakieś 4% całej otrzymanej masy:

Obserwatorium rentgenowskie Chandra wyznaczyło „całkowitą zawartość energii we wszechświecie”. Tylko „normalna” materia może być bezpośrednio dostrzeżona przez teleskopy. Pozostała „ciemna” materia i energia pozostają niewidoczne. Image Credit: NASA WMAP

Krytycy często twierdzą, że teoria wymagająca spekulatywnego, niewykrywalnego bytu w takich ilościach, rozciąga łatwowierność do punktu krytycznego. Coś bardzo realnego, może nawet oczywistego, jest niemal na pewno pomijane w standardowym modelu grawitacyjnym.

Czy to możliwe, że tym pomijanym komponentem jest coś tak bliskiego nowoczesnemu światu jak elektryczność?

autor: Bob Johnson – Jim Johnson

Link do oryginału: http://www.thunderbolts.info/wp/2011/09/02/essential-guide-to-eu-introduction/

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.