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. Diese

Deutungen sind jedoch physikalisch

nicht haltbar.

SpaceNews

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

Neu: siehe SpaceNews 2016

unterstützt von  Mugglebibliothek.
© Dr. M. Hüfner 2015
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Willkommen bei einer

Stimme für das

Elektrische Universum

l etzte Änderung: 01.11.2017

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.