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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..  

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letzte Änderung: 26.04.2017 
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 diesen 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 = 107 Elektronen ×1.6×10-19 Coulombs/Elektron × 105 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 Ladungen   vorbei an einem Beobachtungspunkt bewegen, 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 
I = dq dt I = 3 1 / 2 − − 5 1 / 3 = 21 A

Ungelöste Rätsel der Sonne

Unsere Vorstellungen von der Sonne

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Abbildung 1 Voyager 1 Quelle NASA

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.