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.

Unter dem Menüpunkt

      Blogs/ Ideensammlung

werden archeologische Artefakte

und mythologische Überlieferungen

von  David Talbott in einer

Podcastserie gedeutet.

SpaceNews

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

Neu: siehe SpaceNews 2016

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Elektrische Universum

letzte Änderung: 26.04.2017 

6. FORTSETZUNG

          6.8 AN FELDERN AUSGERICHTETE STRÖME

Im Weltraum ist der neutrale Gasdruck für gewöhnlich vernachlässigbar. Deshalb kann die Balance  zwischen der Kraft I x B und der Kraft des Druckes nicht vorkommen. Der einzige Weg, auf dem diese Situation  wieder aufgelöst werden kann, ist der, dass I x B verschwindet. Das setzt voraus, dass I und B (Stromrichtung und  Magnetfeldrichtung) parallel gerichtet sind. In der Vektorrechnung ist das Kreuzprodukt dann Null.  Wenn andere magnetische Felder vorhanden sind, von denen  bekannt ist, dass es sie im größten Teil des kosmischen Raums gibt,  dann muss die Kraft I x B unter Nutzung des gesamten Magnetfeldes  berechnet werden, das heißt, durch Addition des dem Strom eigenen B   zu dem allgemeinen B, wobei Vektorrechnung angewendet wird. Deshalb richten sich im Weltraumplasma der Strom I und das  Gesamtmagnetfeld B parallel zueinander aus. Mit anderen Worten, der  Strom folgt dem Magnetfeld: es ist ein “am Feld ausgerichteter” Strom.   Sogar wenn es keine externes Magnetfeld gibt, werden alle kleinen Elemente des Stromflusses in einem Plasma dazu tendieren, sich in  größeren Strömen natürlich zu akkumulieren, welche ihre eigenen  Magnetfelder erzeugen und so die Filamente des Stroms  aufrechterhalten. Was passiert, ist, dass Elektronen nahe des Zentrums des  Filaments in fast geraden Linien fließen und ein azimutales Magnetfeld  um sich herum erzeugen. Vom Zentrum weiter entfernte Elektronen  werden durch diese azimutale Komponente des Magnetfeldes beeinflusst  und bewegen sich auf einer mehr spiralförmigen Bahn, die an der  Hauptstromrichtung ausgerichtet ist. Diese spiralförmige Bewegung  schafft gestrecktere Magnetfeldlinien nahe der Achse, wie im  nachfolgenden Diagramm abgebildet. Je näher sie dem Zentrum des  Filaments sind, umso gerader sind die magnetischen Feldlinien und die  Bahnen der Elektronen. Jedes einzelne Elektron im Strom fließt deshalb entlang der Magnetfeldausrichtung in seiner eigenen  Umgebung, aber alle zusammen erhalten das Filament – sogar ohne ein externes magnetisches Feld. Das  bedeutet, dass sehr große Ströme aus sehr kleinen Strömen vereinigt und über große Entfernungen übertragen  werden können. Eine andere Betrachtungsweise ist die Berücksichtigung des elektrischen Widerstandes von Plasma. Strom,  der quer zur Richtung des Magnetfeldes fließt, wird wegen des Terms U x B der Lorentzkraft mehr Widerstand  erfahren als Strom, der entlang der Richtung des Magnetfeldes fließt. Im Grunde ist der parallele Widerstand  weniger groß als der senkrechte Widerstand, sodass der Strom dazu tendiert in Übereinstimmung mit der  Ausrichtung des Magnetfeldes zu fließen. 

6.9 SELBSTEINSCHNÜRUNG VON STRÖMEN

Die detaillierte mathematische Analyse zeigt, dass I und B in einer solcher Weise interagieren, dass beide, I   und B dazu tendieren sich parallel zueinander spiralförmig um eine Achse zu bewegen, wobei sie am externen B   ausgerichtet sind. Der resultierende Effekt ist der, dass I und B beide einem spiralförmigen Pfad mit der Richtung  des externen Feldes B folgen. Es wurde auch festgestellt, dass die Interaktion zwischen der axialen und der azimutalen (Ring-)  Komponente der spiralförmig verlaufenden  I und B dazu führen, dass sowohl I als auch B, weitgehend zu einem  Zylinder mit einem definierten Radius, dessen Zentrum die Achse ist, eingeschnürt werden.  Zusammenfassend führt die Abwesenheit eines merklichen Druckes im Weltraumplasma dazu, dass Ströme,  ausgerichtet an der allgemeinen Magnetfeldrichtung, in zylindrischen Filamenten fließen. Innerhalb der  zylindrischen Filamente bewegen sich beide, Strom und Magnetfeld, spiralförmig um die Achse des Zylinders,  wobei sie parallel zueinander bleiben. Man beachte, dass, falls aus irgendeinem Grund die parallele Ausrichtung zwischen I  und dem gesamten B   gestört wird, dann eine Kraft I x B entsteht, die entweder eine radiale Kompression oder radiale Expansion  verursacht, in Abhängigkeit davon, welche der zwei Kräfte axialer ist. Deshalb kann es zur Einschnürung  [Pinching] eines Filaments kommen, weil zum Beispiel Änderungen in den Feldern erfolgen, durch die die  Stromfilamente fließen.

6.10 STABILITÄT VON STROMFILAMENTEN

Ein anderer bedeutender Faktor ergibt sich aus der mathematischen Analyse. Das kraftfreie oder  feldausgerichtete Arrangement ist ein Zustand minimaler Energie für den darin fließenden Strom. Das bedeutet,  dass dem am Feld ausgerichteten Arrangement Stabilität wesenseigen ist. Solange es nicht durch externe  Faktoren gestört wird, tendieren die Ströme dazu, an dem Magnetfeld ausgerichtet zu bleiben. Wir haben jetzt gesehen wie an Feldern ausgerichtete Ströme über große Entfernungen erhalten bleiben  können. An Feldern ausgerichtete Ströme sind daher eine viel wahrscheinlichere Erklärung für die stark  gebündelten (parallel fließenden) “Jets”, die man sich über Hunderttausende von Lichtjahren ausdehnen sehen  kann, als die Erklärung des Gravitationsmodells, die auf dem konventionellen Fluss von Fluiden basiert (siehe  Punkt 6.6 oben). Das UK-Radioobservatorium Jodrell Bank hat in seinem Atlas of DRAGNs (Double Radiosource  Associated with Galactic Nuclei) eine große Menge verschiedener  Bilder von galaktischen Jets im Radiowellenbereich gesammelt.  Ein solches Bild wird unten gezeigt, das einen typischen Doppel-  Jet zeigt: Die Einschnürung von an Feldern ausgerichteten  filamentären Strömen zu definierten Stromzylindern durch  elektromagnetische Kräfte steht auch in Übereinstimmung mit der  fallenden Charakteristik von J-V-Kurven in Entladungsröhren in  Laborversuchen. Wenn das Plasma im Glimm-Modus ist, was im  Weltraumplasma bedeuten kann, dass es in Wellenlängen  außerhalb des sichtbaren Bereichs glimmt, dann wird der Radius  des Stromzylinders durch eine Kombination von Wirkungen  elektrischer und magnetischer Felder und der Form der  Stromdichte-Spannungs-Kurve bestimmt. Mehr über den  Filamentierungsprozess in dichten kosmischen Z-Pinchen ist in  diesem_Artikel der russischen Physiker A. B. Kukushkin und V. A.  Rantsev-Kartinov vom Kurtschatov-Institut Moskau zu lesen. 

Der Elektronenfluss in einem am Feld

ausgerichteten Strom bei variierenden

Abständen vom Zentrum der

Stromfilamente.

Bildquelle: Wikki Commons

6.11 VERDICHTUNG VON MATERIE

Ein weiterer Effekt, der mit der Kraft I x B verbunden ist, kann durch Analyse ebenso bestimmt werden.  Angenommen der Strom I wird durch ein elektrisches Feld E verursacht. Jetzt wollen wir die sich aus der  Interaktion von E und B ergebende Kraft berücksichtigen. Erinnert sei daran, dass I dazu tendiert sich mit dem  gesamten B, wegen der auf den Strom selbst wirkenden Kräfte auszurichten. Dann wird das E, das den Strom  erzeugt, sich nicht völlig an dem gesamten B ausrichten, welches die Vektorsumme des externen Magnetfeldes,  durch welches der Strom fließt und des azimutalen Magnetfeldes ist, welches durch den Strom selbst erzeugt wird.  So wie es eine Kraft I x B gibt, gibt es auch eine Kraft E x B, immer dann, wenn E nicht parallel zu B verläuft.  Diese Kraft E x B wirkt auf geladene Teilchen im Stromzylinder und bewirkt, dass sich Ionen und Elektronen in  Richtung des Zentrums des Filaments bewegen. Plasmen enthalten oft einen hohen Anteil an geladenen staubigen  Körnern, welche auch in das Filament gezogen werden. Der Reibungswiderstand zwischen den geladenen Teilchen und neutralen Atomen tendiert dazu, die neutralen Atome ebenfalls in Richtung des Filaments zu ziehen. Deswegen tendieren Stromfilamente im Weltraum dazu, Materie als Ergebnis der Fehlausrichtung des  elektrischen Feldes, das den Strom erzeugt und des Gesamtmagnetfeldes in sich anzusammeln.   Erinnert sei daran, dass Pinche vorkommen können, wenn irgend eine Fehlausrichtung von I und B   vorkommt. Dann wird jede Materie, die in das Filament gezogen wird, auch komprimiert, wenn eine  Fehlausrichtung von I und B vorkommt. Wenn die Pinchkraft groß genug ist, dann kann sie die Filamente in  diskrete kugelige oder toroidale Plasmoide entlang der Stromachse fragmentieren. Jede Materie in der Pinchzone  wird dann in dieselbe Form komprimiert. Da die elektromagnetischen Kräfte viel stärker sind als die Gravitation, offeriert dieser Mechanismus ein  Mittel, um diffuse Materie in einer viel wirksameren Weise anzusammeln und zu verdichten als durch Kompression  diffuser Wolken feiner Staubteilchen mittels Schwerkraft.  Natürlich können sich, wenn die Materie erst genügend komprimiert und durch Wiedervereinigung ihrer  Ionen und Elektronen neutralisiert wurde, dann die elektromagnetischen Kräfte verringern bis zu dem Punkt, wo  Gravitation bedeutsam wird und die Kompression fortsetzt, die durch die elektromagnetischen Kräfte begonnen  wurde.

6.12 MARKLUND-KONVEKTION

Im Fall eines Stromzylinders wirkt die Kraft E x B radial einwärts und führt zu einer Selbsteinschnürung der  Stromfilamente, wie wir gesehen haben. Daraus ergibt sich ein Anstieg der Teilchendichte nahe der Achse des  Stromes. Dann können zwei Dinge geschehen o Im ersten Fall kann eine Abkühlung durch Strahlung in den Regionen mit angestiegener Dichte zu einer  Temperaturabnahme näher des Zentrums führen, im Gegensatz zu dem Anstieg, den man intuitiv von steigender  Dichte erwartet.  o im zweiten Fall kommt es zur Wiedervereinigung von Ionen und Elektronen.  Jedes chemische Element hat ein bestimmtes Energieniveau, das alsIonisationsenergie bekannt ist, bei  welchem es entweder ionisiert oder rekombiniert wird. Das erfolgt in Analogie zum Siedepunkt von Flüssigkeiten  wie Wasser: bei einer bestimmten Temperatur ändert sich die Phase oder der Aggregatzustand von Materie von  einem Zustand in einen anderen. Wenn die kinetische Energie der  Bewegung der Ionisationsenergie ent-  spricht, dann kann eine charakteristische  Geschwindigkeit, bekannt als Critical  Ionization Velocity (CIV), für jedes Element  abgeleitet werden. Weil Temperatur ein  Maß der der Wärmeenergie ist, kann CIV  temperaturbezogen sein. Die CIV-Werte der Elemente, die für gewöhnlich im Weltraum  gefunden werden, sind nicht zufällig  verteilt, sondern in vier ausgeprägten  Bändern um bestimmte Geschwindig-  keitswerte gruppiert. Innerhalb jedes  Bandes haben alle Elemente des Bandes  sehr ähnliche CIVs zueinander. In der Umgebung eines  feldausgerichteten Stromes, verursacht die  Kraft E x B eine radiale Drift der Ionen und  Elektronen in Richtung der kühleren  zentralen Achse. Wegen ihrer unter-  schiedlichen CIVs werden sich  verschiedene Ionen bei verschiedenen  Radien rekombinieren, wenn sie sich in  Richtung des Zentrums bewegen und in  immer kühlere Regionen eintreten. Dieser Prozess ist als Marklund-  Konvektion bekannt, benannt nach dem  schwedischen Physiker Göran Marklund,  der ihn entdeckte. Das Endergebnis ist, dass die  Marklund-Konvektion jedes anwesende Element in der Umgebung entsprechend seines Ionisationspotentials in  verschiedenen Gruppen sortiert. Die Gruppen von Elementen sind in zylindrischen Schalen auf verschiedenen  Radien innerhalb des feldausgerichteten Stromes angeordnet.  Da Wasserstoff eine hohe CIV besitzt, verglichen mit anderen Elementen, rekombiniert es zuerst, in einer  zylindrischen Schale mit einem größeren Radius als die Schalen der anderen Elemente. Dieser Typ der elektrischen Sortierung könnte für einige der nicht-zufälligen Verteilungen von Elementen  verantwortlich sein, die wir im Kosmos beobachten. Insbesondere könnte es das Überwiegen von neutralem  Wasserstoff in fadenähnlichen Strukturen in ganzen Galaxien erklären, was durch Radioteleskope entdeckt wurde.  Übersetzung H. Täger 

6. Ströme, Filamente und Pinche

7. Birkelanströme u.a.

Marklund-Umwälzung und Aussortierung in einem magnetisch eingeschnürten Strom. Bild mit freundlicher Genehmigung von Wal Thornhill,  www.holoscience.com

6. Ströme, Filamente und Pinche

7. Birkelanströme u.a.