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 

9. PLASMASTROMKREIS-INSTABILITÄTEN

9.1 EXPLODIERENDE DOPPELSCHICHTEN

Die induzierte Energie eines Stromkreises ist eine Funktion des Stroms und des induktiven Widerstandes.  Wenn irgendein Stromkreis unterbrochen wird, zum Beispiel durch Öffnung des Schalters, dann wird die  induzierte Energie des Stromkreises am Punkt der Unterbrechung freigesetzt. Dies ist wohlbekannt genug, um  regelmäßig in elektrischen Ingenieurwissenschaften angewendet zu werden, wie dieser Artikel zeigt.
In einem Plasma-Stromkreis wird eine Stromunterbrechung oft durch ein Instabil werden der DL [double  layer] verursacht. Wenn das passiert, wird die gesamte induktive Energie des Stromkreises in die DL abgegeben.  Das kann dazu führen, dass die DL explodiert, woraus sich ein extrem großer Spannungsabfall über die  expandierenden DL ergibt und die Abführung gewaltige Mengen an Energie, letztendlich als Hitze und Strahlung, da die beschleunigten Teilchen mit der Materie wechselwirken. Dieses Verhalten kommt bei einem konstanten  Magnetfeld vor. Das Feld spielt keine Rolle bei der Explosion.
Wenn der zugrunde liegende Strom nach der Explosion noch anwesend ist , dann kann sich der Zyklus  unbegrenzt wiederholen. Eine DL formt sich, der Strom steigt, die DL explodiert mit nachfolgender Emission  von großen Mengen an Strahlung, der Strom beginnt sich wieder aufzubauen und eine neue DL formt sich. Es ist offensichtlich, dass dieser Verhaltenstyp nicht durch Nutzung feldbasierter Modelle beschrieben  werden kann. Strombasierte Modelle sind notwendig, um dieses Niveau der Komplexität zu erfassen. 

9.2 EXPANDIERENDE STROMKREISE

Die Energie eines induktiven Stromkreises kann auch bei einer explosiven Expansion einer  Ladungsschleife freiwerden, wegen der Kräfte, die durch die Stromschleife selbst erzeugt werden. Wir haben  bereits gesehen, wie ein axialer Strom eine Einschnürung [Pinch] der Magnetkraft verursacht. Die  entgegengesetzte Situation ist eine Stromschleife, welche ein axiales Magnetfeld erzeugt. In diesem Fall ist die  resultierende Kraft I x B radial auswärts gerichtet.  Wenn der Auswärtsdruck nicht durch andere Kräfte ausbalanciert wird, dann wird die Stromschleife  selber expandieren. In einem metallischen Leiter wird die ausgleichende Kraft intern durch die metallische  Gitterstruktur selbst bereitgestellt. In einem Plasma, kann es eine ungenügende Hemmung der Ausbreitung  geben, besonders wenn die induktive Energie des Stromkreises in einem kurzen Zeitraum  wegen des  Zusammenbruchs einer DL im Stromkreis freigesetzt wird.  Das kann zu einer Explosion der Stromschleife führen, wie man es oft in solaren Massenauswürfen  (CME) sieht, wo eine Stromschleife rapide von der Oberfläche der Sonne weg expandiert. Diese einfache  Erklärung, basierend auf bekannten elektrischen Verhaltensweisen, steht in Kontrast zum Gravitationsmodell,  welches eine “magnetische Rückverbindung” der Linien der Magnetkraft beschwört. Da die magnetischen  Feldlinien im physikalischen Sinne nicht existieren, ebenso wenig wie es die Linien der Breitengrade gibt, ist es nur schwer einzusehen, wie sie “brechen” sollen, sich “wieder verbinden” und Energie freisetzen sollen.
Wenn der axiale Strom stark genug ist, dann können die Pinche [Einschnürungen] schließlich völlig  kollabieren. In diesem Fall wird der axiale Strom umgelenkt in einen Ringstrom in den eingeschnürten Zonen und donutförmige Plasmoide formen sich entlang der Linie der Filamente. Wenn die Materie sich bereits in dem  Filament konzentriert hat, dann wird diese Materie entlang der Linie des feldausgerichteten Stroms verteilt wie  Perlen an einem Faden. Das könnte viele lineare Ausrichtungen von Körpern im Weltraum erklären.
Über die Darstellung oben wurden blaue “Höhenlinien” entlang der Linien der größten Filamentdichte gelegt, die im infraroten Wellenbereich in dieser Region zu sehen ist. Eine Übersicht von 27 Filamentsegmenten zeigte,  dass die charakteristische Filamentbreite ~ 0,1 Parsec (1/3 Lichtjahr) ist, unabhängig von der Länge.  Sternentstehungsgebiete und protostellare “Kerne” wurden bevorzugt entlang der Gebiete der Höhenlinien in  diesen interstellaren Filamenten gefunden. Die Autoren vermerkten, “wenn eine große Turbulenz einen plausiblen Mechanismus für die Formung der  Filamente bereitstellt, dann weist der Fakt, dass prästellare Kerne sich in gravitationsmäßig instabilen Filamenten  bilden, darauf hin, dass Gravitation ein Hauptantreiber in der folgenden Entwicklung der Filamente ist.” Der Ansatz  des EU stellt fest, dass viele im Weltraum beobachtete Plasma-Instabilitäten auch in Plasma-Laboratorien auf der  Erde erzeugt werden können, doch solche Mechanismen werden nur selten als Erklärungsmechanismen in der von  Experten begutachteten wissenschaftlichen Presse berücksichtigt.  Eine andere Form der Instabilität ist die Knoteninstabilität. Diese kommt in Birkeland-Strömen am häufigsten  vor, wo der Strom am externen magnetischen Feld ausgerichtet ist. Der Pinch entwickelt dann eine stark  spiralförmige Erscheinung. Die Wirkung ist eine Versetzung des Stromzylinders relativ zur Feldrichtung. Das kann  als Schleife im Strom erscheinen, wenn sie von einem bestimmten Winkel aus gesehen wird.

Die Wellenformen explodierender Drähte in induktiven Stromkreisen unter verschiedenen

Bedingungen aus dem Bericht “Initiation of Explosives by Exploding Wires”, United States

Naval Ordinance Laboratory, White Oak, Maryland, 15. Mai 1963

Eine stellare Explosion, Nova Cygni 1992, zeigt Effekte einer plötzlichen, großen

Energiefreisetzung durch einen Stern mit einem Plasma-Ring, der an den

turbulenten “Instabilitäts-Knoten” am hellsten strahlt. Der berechnete

Ringdurchmesser ist 154,5 Milliarden km oder 96 Milliarden Meilen – fast 6

Lichttage.

Bildquelle: NASA/Hubble Space Telescope, 1994

Solarer koronaler Massenauswurf (Sonne

durch Scheibe verdeckt),

mit freundlicher Genehmigung SOHO,

2002

9.3 ANDERE FILAMENTÄRE INSTABILITÄTEN

Filamentäre Ströme sind Ergebnis einer Pinchkraft, wie wir gesehen haben. Jedoch ist der einfache Pinch  unter bestimmten Umständen selber instabil. Wenn die Pinchkraft steigt und eine Kontraktion verursacht,  resultiert daraus ein weiterer Anstieg der Pinchkraft. Das Stromfilament kann so stark verengt werden, dass es  eine Serie von Wülsten und Verengungen wie auf einem Faden aufgezogene Würste formt.

Foto einer Knick- oder „Wurst“-Instabilität in einem der frühesten Plasma-Z-Pinch-Geräte,

einer Pyrexröhre, die durch das AEI-Team in Aldermaston, GB, zirka 1951/52 genutzt wurde –

Public Domain.

Quelle: Abbildung 3.b)

aus “Characterizing

interstellar filaments with

Herschel in IC 5146″,

Astronomy and

Astrophysics Letter to the

Editor, 529, L6 (2011) von

D. Arzoumanian u.a., mit

beigefügten Erklärungen

Foto einer experimentellen Plasma-Instabilität:

“Knoten kommen vor, wenn die zentrale Säule

genügend lang wird, um die

Instabilitätsbedingung zu erfüllen. Aus der

Präsentation “Simulating Asptrophysical Jets in

the Laboratory”.

Mit freundlicher Genehmigung Prof. Paul

Bellan, KTTP & Caltech

Der Plasma-Physiker Paul Bellan untersucht mit seinen Doktoranden der CalTech Plasma-Instabilitäten, um  ein besseres Verständnis der auf der Sonne beobachteten mächtigen Phänomene zu bekommen. Ein kurzes Video  (mehrere Frames stellen 16,5 Mikrosekunden der Evolution dar) ist hier zu sehen, wie in seinem und der  Doktorantin Anna Mosers kürzlich erwähnten Artikel in Nature: Magnetic reconnection from a multiscale instability  cascade. 

9.4 PERATT-INSTABILITÄTEN

Jüngere Forschungen von Anthony Peratt, wie sie in den IEEE-Journalen und anderen akademischen  Institutionen berichtet wurden, haben eine Serie von hochenergetischen Plasmaentladungen identifiziert, die jetzt  seinen Namen tragen. Hier ist ein repräsentativer Artikel von Peratt und Van der Sluijs.  Die Peratt-Instabilitäten sind Erscheinungen von Plasmaentladungen, welche eindeutige Formen annehmen  und welche, ungeachtet ihres Namens, über Zeitperioden stabil bleiben können, die lang genug sind, ihre  Beobachtung zu ermöglichen. In einiger Hinsicht sind sie wie DL, welche dynamische “Instabilitäten” sind, die  hinsichtlich ihrer örtlichen Lage unverändert bleiben können während sie schnelle Teilchenbewegungen  beinhalten. Die Peratt-Instabilitäten nehmen oft die Form säulenförmiger Plasmaentladungen an, welche von üppigen  Plasmatori umgeben sind. Die oberen und unteren Tori können sich in Tassen- und Glockenform entwickeln. [Tori,  Plural von lat. Torus, dt. Wulst, haben eine Rettungsring- oder Donutform.] Die Ecken der Tori verwinden sich oft  aufwärts und abwärts. Die Zahl der Tori kann zwischen drei und etwa neun variieren und kann allem von einem  Kelch bis zu einer Leiter ähneln. Peratts Untersuchung der Plasmaphänomene über viele Größenordnungen hat ihn dazu geführt, zu  vermuten, dass die in der relativ jüngeren Vergangenheit geschaffene Felskunst Aufzeichnungen von Sichtungen  von bestimmten Plasmaentladungen mit ihren charakteristischen Instabilitäten und Formen sind, wie in einem  grafisch verblüffenden IEEE-Artikel ausgeführt wird, in Characteristics for the Occurence of a High-Current Z-Pinch  Aurora as Recorded in Antiquity, IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 31, No. 6, December 2003.  Es muss hier unterstrichen werden, dass wahrscheinlich keine dieser Formen von Plasma-Instabilitäten auf  der Basis von Magnetfeldern vorausgesagt werden könnte, doch Teilchen-in-Zelle-Computersimulationen bringen  eben diese Ergebnisse hervor. Einmal mehr sehen wir, dass das Verhalten von Plasma oft viel zu kompliziert ist,  um es mittels magneto-hydrodynamischer oder MHD Fluid-Gleichungen zu beschreiben. Es ist notwendig, die  Analyse auf die Bewegungen der Teilchen zu stützen, das bedeutet, auf eine strombasierte Lösung.  Des weiteren könnten Plasma-Instabilitäten stichhaltige Mechanismen bei der Erklärung vieler komplexer  Wechselwirkungen sein, die zur Bildung von Sternen und Planetensystemen führen, sein, ebenso wie für  energetische Phänomene, die auf und um Sterne herum beobachtet werden. Übersetzung H. Täger 

8.  Plaasma- Stromschichten u. a.

10. Rotationseffekte

8.  Plaasma- Stromschichten u. a.

10. Rotationseffekte