Voyager 1 aktualisiert den solaren Elektronenfluss

Dunkle Elektronen von der NASA gefunden

gepostet am 8. Dezember, 2011  von Prof. Donald E. Scott   aktualisiert im  Juni  2013 Es   scheint,   Voyager   1   ist   es   gelungen,   uns   genauere   Daten   zu   liefern,   um   neue Berechnungen   des   Elektronenflusses   zur   Sonne   zu   ermöglichen   [1].    In   den   späten   1970er Jahren    hat    Ralph    Juergens    untersucht,    wie (oder    ob)    die    Sonne    ihre    Energie    über    einen extern     zugeführten     Strom     von     elektrischer Leistung   erhalten      könnte.[2]      Er   versuchte   abzuschätzen,   ob   die   Anzahl   der verfügbaren    eingehenden    Elektronen,        in    Verbindung    mit    einer    geschätzten Spannung   der   Sonne,   ausreichen   würde,      die      Leistung   zu    liefern,   von   der   wir wissen,   dass   die   Sonne   sie   emittiert.   Ende   2011   und Anfang   2012   bis   2013   haben wir   festgestellt,   dass   aufgrund   der      von   der   Voyager-1-Raumsonde   gewonnen Daten     Juergens     Schätzung     der     Anzahl     der     verfügbaren     ankommenden Elektronen    viel    zu    konservativ    (zu    niedrig)    war.    Auch    ist    der    Radius    der Heliosphäre      mehr   als   drei   Mal   größer,   als   er   annahm.   Als   Folge   dieser   neuen   Daten,   war   Jürgens   'erste   Schätzung des erforderlichen Kathodenfalls (Spannung) der Sonne  viel zu hoch. Eine   aktuelle   NASA-Mitteilung   mit   dem Titel      „NASA’s   Voyager   Hits   New   Region   at   Solar   System   Edge“[3]   bietet die folgenden wichtigen Aktualisierungen zu den Informationen,  in denen Juergens Schätzungen verwendet wurden:  1 . Voyager   1   (Stand:   2012.09.09)   nähert   sich   der   Heliopause   (der   äußeren   Oberfläche   der   Plasmasphäre   der Sonne)..   Sie   ist   etwa   1,82264   ×   10e+10   km   (18   Milliarden   Kilometer   bzw.   ~   122 AU)   von   der   Sonne   entfernt. Die   Sonde   hat   Berichten   zufolge   noch   nicht   die   Grenze   zum   interstellaren   Raum   durchquert,   so   ist   dies eine minimale offizielle Schätzung des Radius der Heliosphäre. 2 . Voyager   hat   eine   100-fache   Erhöhung   in   der   Intensität   der   hochenergetischen   Elektronen   Einstrahlung   in unser    Sonnensystems    von    anderswo    aus    der    Galaxie    detektiert.    Die    ursprüngliche    Schätzung    war 100.000 freie Elektronen pro Kubikmeter. So ist die aktualisierte Zahl  ~ 10e+7 / m³. 3 . Von   der      Sonde   wurde   die   Geschwindigkeit   des   Sonnenwindes   gemessen   und   zum   ersten   Mal   auf   ihrer Reise,   "bläst jetzt der Wind uns entgegen"   Mit   diese n    neuen   Daten   können   wir   Jürgens   'Schätzung',   wie   viele   eingehende   Elektronen   zur   Verfügung stehen,   für   das   E-Sonne-Modell   neu   berechnen.   Die   "Solarkonstante",   definiert   als   die   Gesamtstrahlungsenergie   der Sonne    über   alle   Wellenlängen,   die   eine   Fläche   von   einem   Quadratzentimeter   auf   der   Erde      erreicht,   ist   etwa   1370   Watt pro    Quadratmeter    [4].    Das    bedeutet    also,    dass    die    Sonne    etwa    6,5×10e+7        Watt    pro    Quadratmeter.    von    ihrer "Oberfläche"   emittieren   muss   und   die   Gesamtleistung   der   Sonne   ist   dann   etwa   4×10e+26   Watt.   Nebenbei   bemerken wir, dass 6,5×10e+7  Watt pro Quadratmeter der photosphärischen Oberfläche entspricht ~ 42.000 Watt / Inch².     Die    hypothetische    elektrische    Eingangsleistung    muss    dann    eine    Leistung    von    4×10e+26    Watt    haben.      Juergens   postulierte,   dass   der   Kathodenfall   der   Sonne   in   der   Größenordnung   von   10e+10   Volt   läge.      In   diesem   Fall wäre   die   Gesamteingangsleistung   dividiert   durch   diese   Spannung      4×10e+16   Ampere.      Die   Geschwindigkeit   der interstellaren   Winde   wird   in   der   Größenordnung   von   200   bis   1000   km/s   geschätzt[5].      Das   ist   im   Bereich   von      2×10e+5 und    10e+6    m/s.   Also    können    wir    annehmen,    dass    die    effektive    Geschwindigkeit    eines    typischen    interstellaren Elektrons mindestens 10e+5 m/s  ist.    Zu   der   Zeit,   als   Juergens   seine   Berechnung   (1979)   machte,      waren   die      aktuellen   Schätzungen   über   den   Stand der   Ionisation   des   interstellaren   Gases   so,   dass   es   mindestens   100.000   freien   Elektronen   pro   Kubikmeter   haben sollte. Aber   im   Hinblick   auf   die   neue Aktualisierung   (siehe   #   2   oben),   ist   dieser   Wert   nun   100fach   auf   107   erhöht.   Der zufällige   elektrischen   Strom   dieser   Elektronen   würde      Ir   =   Nev    sein,   wobei   N    die   Elektronendichte   pro   Kubikmeter   ist, e    die   Elektronenladung   in   Coulomb      und   v   die   mittlere   Geschwindigkeit   der   Elektronen   (in   m/s)   ist.   Anhand   dieser Werte finden wir,   I r  = Nev = 10 7 Elektronen ×1.6×10 -19  Coulombs/Elektron × 10 5 m/s dass   die   zufällige   elektrische   Stromdichte      etwa   1.6×10e-7   Ampere   pro   Quadratmeter   durch   eine   Oberfläche unter einem beliebigen Winkel beträgt. Der   gesamte   Elektronenstrom,   der   von   der   Solarentladung   gezogen   werden   kann,   ist   das   Produkt   dieser Zufallsstromdichte   und   der   Kugeloberfläche,   die   von   dem   Kathodenfall   betroffen   ist.   Wir   haben   jetzt   eine   bessere Messung,   wie   groß   dieser   Bereich   ist   (siehe Aktualisierung   #   1   oben).   Sein   Radius   beträgt   etwa   2×10e+13   m,   so   muss seine sphärische Grenze  eine Sammelfläche von etwas mehr als  5×10e+27 Quadratmetern haben. Eine   solche   Fläche   würde   dann   einen   Strom   von   interstellaren   Elektronen   in   Höhe   von   ca.   1,6×10e-7      A/m²   × 5×10e+27   m²   =   8   ×   10e+20   A   sammeln.   (rund   20.000   mal   die   benötigte   Anzahl!   Scott   hat   eine   Stromstärke   berechnet, die   um   einen   Faktor   20.000   höher   ist,   als   Juergens   abgeschätzt   hat   -   der   Übersetzer ).      Natürlich   enthält   diese Berechnung   viele   geschätzte    Mengen,   aber   sie   sind   die   besten   verfügbaren   Schätzungen   für   die   Wissenschaft   heute (Herbst 2012). Diese   Berechnung   macht   deutlich,   dass   es   unvernünftig   ist,   zu   schließen,   es   gäbe   nicht   genügend   Elektronen in   der   Sonnenumgebung,   um   sie   anzutreiben.   In   der   Tat,   angesichts   der   neuen   NASA-Daten,   ist   es   nun   möglich, unsere   Schätzung   der   Sonnenspannung   zu   reduzieren,   auf   ~   10e+10   /   20.000   =   0,5   Millionen   Volt   =   500   kV   zu reduzieren,   was   relativ   gesehen,   nicht   sehr   groß   ist.   Es   gibt   kommerzielle   Übertragungsleitungen   auf   der   Erde   mit höheren Spannungen [6]. Die    NASA-Beobachtung    (#3    oben),    dass    die    Richtung    des    Sonnenwindes    in    der    Nähe    der    Heliopause tatsächlich   umkehrt   (sonnenwärts   zu   fließen   beginnt)   ist   eine   weitere   Bestätigung,   dass   die   Analogie   zwischen   dem Verhalten    des    die    Sonne    umgebenden    Plasmas    und    dem,    was    in    Labor-"Gas"    (Plasma)    Entladungsröhren    zu beobachten   ist,   eine   gültige   ist.   Nahe   der   Kathode   eines   solchen   Rohres   wird   oft   eine   Schicht   aus   Elektronen beobachtet.    Eine    solche    Schicht    erzeugt    eine    Umkehr    in    der    Richtung    des    elektrischen    Feldes    (Kraft    pro Ladungseinheit)    auf    die    positiven    Ladungsträger    (+Ionen    im    Sonnenwind)    angewendet.    Die    Heliopause    ist    eine virtuelle Kathode für die Sonnenplasma-Entladung. Eine   Standard-Kritik   von   Skeptikern   der   Juergens'schen   'Elektrische-Sterne-Hypothese   war   schon   immer,   " wo sind   all   die   notwendigen   ankommenden   relativistischen   Elektronen? "   Zunächst   einmal   müssen   die   ankommenden Elektronen   nicht   (und   sie   werden   nicht)   relativistisch   sein.   Zweitens   scheint   es,   dass   die   NASA   im   Begriff   ist,   diese   zu finden.    Vielleicht    sollten    Theoretiker    des    EU    eine    Pressemitteilung    mit    eigenem    Titel    herausgeben:    "Dunkle Elektronen von der NASA gefunden."  Aus diesem Grund trägt dieser kurze Aufsatz diesen Untertitel.

1. Ergänzung:

1 . In    der    oben    beschriebenen    Berechnung    ist    die    Annahme,    die Heliopause   sammelt   Elektronen   isotrop   aus   der   Umgebung   des interstellaren    Plasma.    Angesichts    der    von    der    Ulysses-Sonde (1990-2008)   empfangenen   Daten      ist   jetzt   bekannt,   dass   es   starke Magnetfelder    über    den    Sonnenpolen    gibt.    Solche    Spiral-Felder bestehen   nicht   in Abwesenheit   von   starken   spiraligen   elektrischen Strömen.   Die   Spiralen   werden   offenbar   straffer   (schmaler,   dichter), sobald    sie    in    die    Nähe    der    Sonnen-oberfläche    kommen.    So schließen   wir,   dass   die   solaren   Polarregionen   erheblich   stärkere Stromdichten   als   niedrigere   Breiten   erleben   können.   So   sind   nicht nur   die   Ladungsträger      um   die   Sonne   reichlich   vorhanden,      wir beginnen   auch   eine   Vorstellung   davon   zu   bekommen,   wo   und   wie sie die Sonne erreichen. 2 . Die   Berechnung   im   ersten   Teil   dieses   Berichts   kommt   zu   dem Ergebnis,   dass   die   bis   zu   20.000-fache   Anzahl   der   erforderlichen   Elektronen,   die   nötig   sind,   um   die   Sonne elektrisch   zu   betreiben,   außerhalb   der   Heliopause   gesammelt   werden   können .   Eine   logische   Schlussfolgerung daraus   ist,   dass   nur   1   /20.000   der   Gesamtzahl   der   Elektronen    in   der   Nähe      der   Sonne      gebraucht   werden.      ( Diese Schlussfolgerung     bezieht     sich     auf     die     Angaben     von     Juergens, entspricht    aber    nicht    den    wahren    Verhältnissen!    siehe    hier    -        der Übersetzer) 3 . Plasmen    haben,    was    als    "Plasmafrequenz"    bezeichnet    wird.    Selbst nachdem   ein   Elektron   von   einem Atom   befreit   ist   (   ein   ionisiertes   Ionen- Elektronenpaar   hergestellt   wurde),   neigt   das      Elektron   dazu,   um   das +Ion   mit   einer   bestimmten   Frequenz   zu   schwingen.   Das   Elektron      ist frei,         vom    Ionenzentrum   weg   zu   treiben,   aber   oft   fährt   es   fort   zu   tanzen bis   es      hinüber   in   die   Nähe   eines   anderen   Ions   springt.   Man   stelle   sich einen   Satz   von   20.000   (ionisierten)   Ion/-   Elektronenpaaren   im   Plasma vor,   wo   nur   einer   von   ihnen   zu   einem   Zeitpunkt   zu   einem   benachbarten Ion   springt   (driftet).   Das   weite   Meer   von   (in   Brownscher   Bewegung) tanzenden      Elektronen      tarnt   leicht   die   Driftbewegung   von   einem   von 20.000   Elektronen.   Deshalb   ist   die   Kritik   von      Juergens   ES-Modell,   das sagt,?   "Wir   sehen   nur   die   gleiche Anzahl   von   Ionen   und   Elektronen,   die sich   in   dem   Sonnenwind   bewegen.",?   nicht   gültig.      ( Die   Verhältnisse   in einem    Kupferdraht    sind    nicht    auf    ein    Plasma    übertragbar.    -    der Übersetzer) Ein   Kritiker   von   Juergens   elektrische   Sonnen-Modell   hat   gesagt:   "Das Aussehen   der   Photosphäre   an   den   Polen   der   Sonne   scheint   das   gleiche   zu   sein,   wie   es   bei   niedrigeren   solaren Breiten ist“. Widerlegt das nicht die Idee, dass ein konzentrierter polarer Ladungsfluss in den Polarregionen liegt? " Nein,    das    tut    es    nicht,    weil    die    Stromversorgung    des        Ladungsflusses    nur    ein    winziger    Bruchteil    der Umgebungs   Ionen   /   Elektronenpopulation      ist.   Das   ist   nicht   genug,   um   den   Charakter   des   photosphärischen   Plasma ändern.

2. Ergänzung (Juni 2013)

Juergens    obige    Analyse    berücksichtigt    die    Sonne    analog    zu    einem    Widerstand    in    einem    elektrischen Schaltkreis.   Dieses   einfache   Modell   konzentriert   sich   ausschließlich   auf   den   Elektronenfluss.   Es   lässt   die   Tatsache weg,    dass    positiv    geladene    Ionen,    die    durch    die    Sonne    gehen    eine    Rolle    in    dem    effektiven    Strom    spielen.    In gemeinsamen    Stromkreisen    (in    Metalldrahtleiter)    sind    Elektronen    der    einzige    Ladungsträger.    Keine    positiven Ladungen   wie   zB.   +Ionen   sind   in   der   Lage   sich   zu   bewegen.   Sie   werden   an   Ort   und   Stelle   in   den   Kristallen,   die   die Festkörper-Metallleiter    ausmachen    eingegesperrt.    Aber    im    Plasma    sind    sowohl    Elektronen    als    auch    +Ionen vorhanden, die Ladung tragen und sich  bewegen. Elektrische   Ladung   wird   in   Coulomb   gemessen,   (C).   Die   Rate,   mit   der   sich   positiv   elektrische   Ladung en    vorbei an    einem    Beobachtungspunkt    beweg en ,    ist    ein    elektrischer    Strom.    Die    Bewegungs-richtung    dieser    positiven Ladungen   wird   (per   Definition)      die   Richtung   des   Stroms   genannt.   Strom   wird   in   Ampere   (A)   gemessen   und   erhält meist das Symbol i , wobei (1) Es   ist   der   Nettoladungsfluss,   der   wichtig   ist.   Die   negative      nach   links   fließenden   Ladung   verteilt   einen   positiven Beitrag   zu   einem   Nettostrom   i,   der   sich   nach   rechts   bewegt.   Zum   Beispiel   in   Abbildung   3,   unten,   angenommen   eine Ladung   von   3   C   der   positiven   Ladung   bewegt   sich   nach   rechts   jede   ½   Sekunde.   Gleichzeitig   bewegt   sich   eine   Ladung von -5 C  alle  1/3 Sekunden nach der linken Seite. Der resultierende Strom wird berechnet, wobei: (2) In   Formel   ( 2)   oben   ist   das   erste   Minuszeichen   aufgrund   der nach    links    (negative    Richtung)    vor    der    zweiten    Ladung.        Der zweite Minuszeichen ist wegen der Negativität der Ladung selbst. Innerhalb   eines   Labor-Plasmas   können   mehr   Elektronen   als +Ionen      existieren   (und   oft   ist   das   so).   Dies   liegt   daran,   dass   keine +Ionen   in   den   externen   Leitungen   an   die   Anoden-   und   Kathoden- Elektroden    der    Entladung        fließen    können.   Aber    innerhalb    der Plasmaentladung    selbst        müssen    wir    die    Beiträge    der    beiden Arten        von        Ladungsträgern        auf        den        Summenstrom berücksichtigen. In     einer     Testentladung     werden     Elektronen     durch     die Kathode     gegeben.     Sie     kommen     in     den     Entladungsplasma (üblicherweise     in     Paaren)     von     dem     Draht,     der     mit     dem Kathodenanschluss   verbunden   ist.   Eines   dieser   Elektronen   wird in    Richtung    Anode    beschleunigt    und    rekombiniert    mit    einem eingehenden   +Ion   (wodurch   ein   neutrales   Atom      entsteht   und   im Plasma   die      Zahl   der   +Ionen   sich   um   eins   verringert   ).   Das   erste   Elektron   wird      in   Richtung   der   Anode      beschleunigt und   kann   ein   neutrales   Atom   irgendwo   in   der   Mitte   des   Entladungsröhre   treffen.   Es   überlebt,   und   die   Kollision erzeugt   ein   anderes   Elektron   (und   +Ion,   das   dasjenige   ersetzt   das   gerade   in   der   Nähe   der   Kathode   neutralisiert wurdet). Die   beiden   Elektronen   auf   der Anode   werden   von   ihr   absorbiert   und   verschwinden   unten   in   den   Draht,   der   mit der Anode verbunden ist. Die +Ionen werden in Richtung auf die Kathode beschleunigt. Im   Zentrum   der      hier   beschriebenen   Plasmaentladung   werden   +Ionen      von   der Anode   zu   der   Kathode      wandern. Eine   gleiche Anzahl   von   Elektronen   bewegt   sich   in   die   andere   Richtung.   Jeder   dieser   Ströme   trägt   gleichermaßen   (1/2 der   Gesamtmenge)   zu   dem   Strom   bei,   der   von   außen   durch   ein   Amperemeter   in   Reihe   mit   der   Entladungsröhre gemessen wird. Aber im Weltraum gibt es keine Leitungs-  oder Strommesser. Es   stellt   sich   daher   die   Frage,   warum   hat   Juergens   nur   den   Elektronenfluss   berücksichtigt,   wenn   er   die Bestandteile   des   Gesamtstroms      im   solaren   Plasma   berechnet?   Es   scheint,   er   war   auf   die     Analogie    der   elektrischen Schaltung   fixiert,   bei   der   nur   der   Elektronenfluss   wichtig   ist.   Im   Kosmos   gibt   es   keine   Verbote   von   Fernreisen   der +Ionen.    Es    gibt    keine   Anzeichen,    die    sagen:    "Keine    Ionen    über    diesen    Punkt    hinaus    sind    erlaubt",    wie    es    (im übertragenen Sinne) vor Kathoden in jeder Labor-Entladung passiert. Wenn   wir   also   abschätzen,   dass   sich   so   viele   +Ionen   in   der   Nähe   und   durch   die   Sonne   bewegen,   wie   es Elektronen   (die   "quasi-neutral"   Annahme)   machen,   kann   die   erforderliche   Anzahl   der   Elektronen   in   zwei   Hälften geteilt   werden.   Die   erforderliche   Anzahl   der   Elektronen,   um   die   Sonne   elektrisch   anzutreiben,   ist   somit   eins   von jeweils 40.000, die die Sonne aus ihrer Umgebung in der Nähe der Heliopause nimmt. Juergens   Hypothese   der   Elektrischen   Sonne   scheint   mit   jedem   neuen   Datenbit,   das   die   NASA   veröffentlicht, vermehrt unterstützt zu werden. . D.E. Scott (Juni 2013)

Quellenangabe:

1.  From Appendix C of The Electric Sky, Scott, D.E., Mikamar 2006.

2.  Available: http://www.kronos-press.com/juergens/k0801-electric-i.htm

     and http://www.kronos-press.com/juergens/k0802-electric-ii.htm

     or http://www.kronos-press.com/juergens/1982-electric-solar-energy-juergens.pdf

3.  Available: http://www.jpl.nasa.gov/news/news.cfm?release=2011-372

4.  R.C. Wilson, Journal of Geophysical Research, 83,4003-4007 1978.

5.  Peratt, A. Physics of the Plasma Universe, Springer-Verlag, 1992.

6. Highest transmission voltage (AC): 1.15 MV on Powerline Ekibastuz-Kokshetau   (Kazakhstan)     http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20091022010949AAIY7dZ  Übersetzung: M.Hüfner

Abbildung 4 (Oben) Der Strom ist die Rate mit der  positive Ladung sich an einem Beobachtungspunkt   vorbei bewegt.   (Unten) Ein Strom besteht aus 2   Arten von Ladungen.

Abbildung 3: Die Elektronendrift ist    nur schwer zu erkennen

Abbildung 2: Magnetische Spiralen (Ströme) entdeckt von Ulysses.