Für Anfänger

gibt es eine Einführung in die Thematik des kosmischen  Plasmas unterstützt durch Youtube Movies

Der Leitfaden

der Elektro- dynamik ist die Voraussetzungen, um die Eigen- schaften des Plasmas, des Aggregatzustandes, in dem sich der Kosmos zu mehr als 99% befindet, zu verstehen..  

Missverständnisse

sind der Grund, warum viele Leute die Ideen des Elektrischen Universums ablehnen. Hier wird mit den Missverständnissen aufgeräumt.

      Vom Mysterium der

Schöpfung zur Kernfusion

Indra mit Vajra

SpaceNews

In    Kurzfilmen    mit    deutschen Untertiteln      werden      die      neuesten Erkenntnisse      über      den      Kosmos dargestellt.

Neu: siehe SpaceNews 2020

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Willkommen bei einer

Stimme für das

Elektrische Universum

l etzte Änderung:  24.03.2020

3. Fortsetzung

3.4 PLASMAFORSCHUNG

3. Das Plasma

4. Der Elektromagnetismus

Der norwegische Wissenschaftler Kristian Birkeland (1867-1917) mit seinem im Vakuum

arbeitenden elektromagnetischen Plasmasimulator Terella (“Kleine Erde”), etwa 1904

Obwohl   Plasma   in   der   Biosphäre   der   Erde   nicht   häufig   vorkommt,   kann   es   in   Blitzen   in   seinen   vielen   Formen gesehen   werden,   in   Polarlichtern,   Funken   statischer   Elektrizität,   batterieloser   Funktechnik,   Flammen   aller Art   (siehe Kapitel      2,      2.6),      in      Vakuumröhren      (Elektronenröhren),      beim      elektrischen      Lichtbogenschweißen,      in Elektrolichtbogenöfen,   bei   Funkenerosion,   bei   Plasmabrennern   der   Giftmüllentsorgung   und   Neon-   und   anderen fluoreszierenden Lichtröhren und Glühlampen. Das   Plasmaverhalten   wird   in   Laborexperimenten   seit   über   100   Jahren   umfassend   studiert.   Es   gibt   eine   große Menge   an   Veröffentlichungen   über   Plasmaverhalten   durch   verschiedene   Labors   und   professionelle   Organisationen, einschließlich   des   Institute   of   Electrical   and   Electronics   Engineers   (IEEE),   welches   heute   die   größte   technische Berufsorganisation in der Welt ist. Die IEEE publiziert ein Journal, Transactions on Plasma Science. Wir    bauen    auf    viele    dieser    Untersuchungen    auf,    wenn    wir    das    Verhalten    des    Plasmas    im    Rest    dieses Leitfadens   erklären.   Einen   Punkt,   den   man   im   Gedächtnis   behalten   sollte,   ist   der,   dass   das   Verhalten   von   Plasma sich     als     über     viele     Größenordnungen     als     skalierbar     erwiesen     hat.     Das     bedeutet,     dass     wir     Plasma     in Kleinexperimenten   im   Laboratorium   testen   können   und   wissen,   dass   die   beobachteten   Ergebnisse   skaliert   werden können auf die Größenordnungen, die notwendig sind, um das Verhalten des Plasmas im Weltraum zu erklären.

Experimentelle Plasma-Vakuumkammer im Dr. Paul Bellan´s Plasma Physics Group lab an der California Institute of

Technology, USA, ca. 2008.

Aufgrund    der    Anwesenheit    seiner    geladenen    Teilchen    –    das    sind    Ionen,    Elektronen    und    geladene Staubteilchen    –    zeigt    kosmisches    Plasma    in    der    Gegenwart    elektromagnetischer    Felder    ein    zu    neutralem    Gas fundamental verschiedenes Verhalten. Elektromagnetische   Kräfte   veranlassen   geladene   Teilchen   dazu,   sich   anders   als   neutrale   Atome   zu   verhalten. Das komplexe Verhalten von Plasma kann sich aus gemeinsamen Bewegungen dieser Art ergeben. Eine    bedeutsame    Verhaltenseigenschaft    von    Plasma    ist    die    Fähigkeit    von    Plasma    Zellen    und    Filamente gewaltiger   Größenordnungen   zu   formen.   Das   ist   der   Grund,   warum   Plasma   so   genannt   wird,   wegen   seines   fast lebensähnlichen Verhaltens und seiner Ähnlichkeiten zum in Zellen enthaltenen Blutplasma. Die    Zellenbildung    von    Plasma    erschwert    dessen    akkurate    Modellierung.    Die    Nutzung    des    Begriffes “ionisiertes   Gas”   ist   irreführend,   weil   er   suggeriert,   dass   das   Verhalten   von   Plasma   mit   Begriffen   des   Verhaltens   von Gas   oder   Fluiddynamik   modelliert   werden   könne.   Das   geht   im   Allgemeinen   nicht,   bestimmte   einfache   Bedingungen ausgenommen. Alfén und Arrhenius schrieben 1973 in Evolution of the Solar System : “Der   grundlegende   Unterschied   [bei   der   Annäherung   an   die   Modellierung]   wird   bis   zu   einem   gewissen   Grad durch   die   Begriffe   ionisiertes   Gas   und   Plasma   verdeutlicht,   obwohl   in   der   Realität   synonym,   vermitteln   sie   doch   zwei verschiedene   Auffassungen.   Der   erste   Begriff   gibt   den   Eindruck   eines   Mediums,   welches   grundlegend   Gas   ähnelt, insbesondere   dem   atmosphärischen   Gas,   mit   dem   wir   vertraut   sind.   Im   Gegensatz   dazu   ist   ein   Plasma,   besonders ein voll ionisiertes magnetisiertes Plasma, ein Medium mit davon grundlegend verschiedenen Merkmalen.”

3.6 LEITFÄHIGKEIT UND ELEKTRIZITÄT

Im   Gravitationsmodell   wird   der   Einfachheit   halber   Plasma   oft   als   ein   perfekter   Leiter   mit   keinerlei   Widerstand angenommen.    Aber    alle    Plasmen    haben    einen    kleinen,    nicht    Null    betragenden    Widerstand.    Das    ist    von grundlegender   Bedeutung   für   das   volle   Verständnis   der   Elektrizität   im   Weltraum.   Weil   Plasma   einen   kleinen,   nicht Null   betragenden   Widerstand   hat,   ist   es   in   der   Lage   schwache   elektrische   Felder   ohne   Kurzschluss   aufrecht   zu erhalten. Die   elektrische   Leitfähigkeit   eines   Materials   wird   von   zwei   Faktoren   bestimmt:   der   Dichte   der   Menge   der anwesenden   Ladungsträger   (den   Ionen   und   Elektronen)   im   Material   und   der   Beweglichkeit   (Bewegungsfreiheit) dieser Ladungsträger.

3.7 ELEKTRISCHER WIDERSTAND VON PLASMA

Im   Weltraumplasma   ist   die   Beweglichkeit   der   Ladungsträger   extrem   hoch,   weil   sie   wenige   Zusammenstöße   mit anderen     Teilchen     erfahren,     wegen     der     insgesamt     sehr     niedrigen     Teilchendichte     und     allgemein     niedriger Ionentemperaturen.   Andererseits   ist   die   Dichte   der   vorhandenen   Ladungsträger   auch   so   niedrig,   dass   die   Fähigkeit des Plasmas Strom zu leiten begrenzt ist. Der     elektrische     Widerstand     im     Plasma,     welcher     sich     umgekehrt     proportional     zum     Produkt     aus Ladungsmobilität und Ladungsdichte verhält, hat deshalb einen kleinen, jedoch nicht Null betragenden Wert. Weil    ein    Magnetfeld    die    es    quer    passierenden    geladene   Teilchen    zwingt,    die    Richtung    zu    ändern,    ist    der Widerstand   quer   zu   einem   Magnetfeld   faktisch   viel   größer   als   der   Widerstand   in   der   Richtung   des   magnetischen Feldes. Das wird sehr bedeutsam wenn man das Verhalten elektrischer Ströme in Plasma betrachtet. Obwohl Plasma ein sehr guter Leiter ist, ist es kein perfekter Leiter oder Supraleiter.

3.8 ENTSTEHUNG VON LADUNGSUNTERSCHIEDEN

Bei   einem   ausreichend   großen   Volumen   tendiert   Plasma   dazu,   dieselbe   Anzahl   von   positiven   und   negativen Ladungen   zu   haben,   weil   jedes   Ladungsungleichgewicht   durch   die   Bewegung   hochenergetischer   Elektronen   schnell neutralisiert   wird.   Daher   stellt   sich   die   Frage,   wie   Regionen   unterschiedlicher   Ladung   existieren   können,   wenn   Plasma solch ein guter Leiter ist und dazu tendiert, sich selber zu neutralisieren. In   einem   kleinen   Maßstab,   in   einem   Weltraumplasma   in   der   Größenordnung   von   einigen   zehn   Metern,   kommen natürliche   Schwankungen   als   Ergebnis   der   zufälligen   Variationen   der   Elektronenbewegungen   vor   und   diese   erzeugen kleine benachbarte Regionen, wo die Neutralität zeitweise verletzt wird. In   einem   größeren   Maßstab   werden   positive   und   negative   Ladungen,   die   sich   in   einem   Magnetfeld   bewegen, automatisch   in   einem   bestimmten   Grad   getrennt,   weil   das   Feld   positive   und   negative   Ladungen   in   entgegengesetzte Richtungen   zwingt.   Das   verursacht   die   Entstehung   und   Erhaltung   unterschiedlich   geladene   Regionen   so   lange   die Teilchen sich in dem Magnetfeld weiter bewegen. Getrennte   Ladungen   ergeben   ein   elektrisches   Feld   und   dieses   verursacht   die   Beschleunigung   von   Ionen   und Elektronen,   wiederum   in   entgegengesetzte   Richtungen.   Mit   anderen   Worten,   sobald   einige   kleine   Inhomogenitäten geschaffen sind, führt dies schnell zum Beginn eines komplexeren Plasmaverhaltens.

Bei der Bewegung durch Jupiters intensives Magnetfeld erfolgen starke Ladungs-trennungen

(Spannungsunterschiede) und der resultierende elektrische Strom fließt in einem Kreislauf mit einer

Spannung von etwa 2 Billionen Watt zwischen den Polar-gebieten von Io und Jupiter.

Über   alle   Größenordnungen   erzeugt   das   die   typischen   Filamente   und   das   Zellen   bildende   Verhalten   von   Plasma dünne   Schichten,   wo   die   Ladungen   getrennt   sind.   Obwohl   diese   Schichten   selber   dünn   sind,   tendieren   sie   dazu,   sich über riesige Gebiete im Weltraum auszudehnen.

3.9 WICHTIGE FAKTEN ZUM VERHALTEN VON PLASMA ZUR ERINNERUNG

Ein   grundlegender   Punkt,   an   den   man   sich   erinnern   sollte,   wenn   es   um   Weltraumplasmen   geht,   ist   der,   dass   es sich   oft   einem   Gas   völlig   unähnlich   verhält.   Die   geladenen   Teilchen,   welche   das   definierende   Merkmal   eines   Plasmas sind, werden durch elektromagnetische Felder beeinflusst, welche die Teilchen selber schaffen und verändern. Insbesondere   formt   Plasma   Zellen   und   Filamente   in   sich   selbst,   weshalb   es   Plasma   genannt   wurde   und   diese verändern das Verhalten von Plasma wie eine Rückkopplungsschleife. Das   Verhalten   von   Plasma   ist   etwas   wie   fraktales   Verhalten.   Beides   sind   komplexe   Systeme,   die   sich   aufgrund relativ    einfacher    Verhaltensregeln    entfalten.    Jedoch    im    Unterschied    zu    Fraktalen    wird    Plasma    auch    durch Instabilitäten beeinflusst, welche weitere Schichten von Komplexität hinzufügen. Jedes     theoretische     oder     mathematische     Modell     des     Universums,     welches     diese     Komplexität     nicht berücksichtigt, wird wichtige Aspekte des Systemverhaltens übersehen und es daher nicht akkurat modellieren.

3. Das Plasma

4. Der Elektromagnetismus

Bildquelle: Cal Tech

3.5 PLASMA AND GASE

Die Wirksamkeit der Plasma-Leitung in kompakten fluoreszierenden Lampen hat die Lichtquellen mit meist metallischen

Lichtfäden (Widerstandsheizung) rasch ersetzt

Galaxie M87 im Jungfrauen-Sternhaufen mit ihren 5000 Lichtjahren langen elektrischen

Strömen entlang eines Plasma-Filaments (seinem „Jet“), welches gelegentliche Knoten-

Instabilitäten als helle Knoten zeigt.

Bildquelle. Space Telecope Institute, Hubble/NASA

Übersetzung H. Täger