The king of northern lights

dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd op Apollon – Research magazine van de Universiteit van Oslo. Lees het originele artikel.De Noorse Professor Kristian Birkeland (1867-1917) was de eerste wetenschapper ter wereld die zich realiseerde dat het noorderlicht iets te maken had met de elektromagnetische stormen van de zon. Hij was ook de man achter de fantastische uitvinding die het mogelijk maakte kunstmest te maken door stikstof uit de lucht te oogsten. De ontdekking was de basis voor de oprichting van Norsk Hydro en de industriële bonanza in Notodden en Rjukan. Last but not least: Birkeland was verantwoordelijk voor 60 nieuwe patenten voor alles van margarine en Kaviaar tot een elektromagnetisch kanon. Maar het belangrijkste vanuit ons perspectief vandaag is misschien wel dat hij de basis legde voor veel van het moderne onderzoek op het gebied van de ruimte-en zonnefysica.Ondanks Birkelands baanbrekende uitvindingen was hij toch bijna in de vergetelheid geraakt. Helaas kon hij zijn spectaculaire theorieën met betrekking tot het noorderlicht niet bewijzen. Internationale geleerden van formaat protesteerden luid tegen Birkelands theorieën. Veertig jaar na zijn dood werd hij nauwelijks genoemd in de studieboeken van de Universiteit van Oslo (UiO). Pas later, toen het mogelijk werd om metingen uit te voeren met satellieten in de ruimte, werden zijn northern light – en verstoringen in aardmagnetisch veld – theorieën bevestigd.

apollon-logo

apollon-logo

de afgelopen twintig jaar heeft zijn gezicht het Noorse bankbiljet van 200 kronen versierd, hoewel weinig mensen veel aandacht hebben besteed aan de figuur op het veelgebruikte bankbiljet.

de UiO is nu van plan om het 150-jarig bestaan van de professor en uitvinder te vieren met een aantal evenementen in zowel Noorwegen als Japan.Hoewel Birkeland begint te worden erkend en het onderwerp van veel geschriften is geworden, zijn er nog steeds veel anekdotes uit zijn leven als onderzoeker die het grote publiek nog niet heeft gehoord.

een wetenschappelijke goudmijn

een persoon die veel weet over Birkeland is Professor Emeritus Alv Egeland (85) van de ontregeling van de fysica. Egeland was 50 jaar geleden betrokken bij het organiseren van de Honderdjarige viering ter ere van Birkeland, in 1967. Hij schreef ook verschillende boeken over Birkeland.De Schotse en Duitse natuurkundigen James Maxwell (1831-1879) en Heinrich Hertz (1857-1879).waren twee inspiratiebronnen voor Birkeland. Beiden waren toonaangevende autoriteiten op het gebied van elektromagnetisme. Maxwell was de theoreticus. Hij beschreef hoe elektromagnetische golven bewegen en verspreiden. Hertz was de experimentator. Hij slaagde erin Maxwell ‘ s theorieën in de praktijk te testen.Het elektromagnetisme werd een nieuw gevonden goudmijn voor de jonge Birkeland. Al als schooljongen had hij zijn eigen magneet gekocht – met zijn eigen geld. Hij gebruikte de magneet voor vele verrassende experimenten en practical jokes tijdens schoollessen. Niet alle leraren van Birkeland waren onder de indruk van zijn experimenten.”

later in zijn leven, vertelt ALV Egeland, zou Birkelands onderzoek naar elektromagnetisme en het magnetische veld van de aarde de belangrijkste bijdragen van zijn onderzoek worden.Toen Birkeland was afgestudeerd aan de universiteit, begon hij te experimenteren met elektrische oscillaties langs een metalen draad.In 1895 begon hij met pionierstudies van kathodestralen, een stroom elektronen in een vacuümbuis die ontstaat door hoogspanning tussen negatieve en positief geladen elektroden.”Birkeland concludeerde dat de kathodestralen bestaan uit elektrisch geladen deeltjes en kunnen worden bestuurd door een magnetisch veld.”

creëerde kunstmatig Noorderlicht

gedurende het volgende jaar raakte Birkeland geïnteresseerd in het verband tussen zonnevlekken en het noorderlicht. Hij gebruikte kathodestralen om kunstmatig noorderlicht te creëren in een laboratorium, en hij concludeerde dat de aurora borealis wordt veroorzaakt door elektrisch geladen deeltjes van de zon die door het geomagnetische veld rond de aarde in de poolatmosfeer worden geleid. Hij was ook van mening dat de atmosfeer bestond uit grote aantallen elektrische deeltjes.Birkeland ‘ s northern lights theory was based on electromagnetic forces in space, from the sun. Hoe hij op het idee kwam is nog steeds een mysterie. Birkelands hypothesen werden pas in het ruimtetijdperk bevestigd, zo ‘ n zestig jaar later. Zelfs vandaag, meer dan vijftig jaar na het begin van het ruimtetijdperk, is zijn vooruitziende blik indrukwekkend”, zegt Egeland.Het was pas in de jaren zeventig, toen het mogelijk was om exacte metingen via satellieten uit te voeren, dat Birkelands theorieën correct bleken te zijn. Deeltjes van zonnestormen raken de aarde met gewelddadige kracht. De deeltjes worden vertraagd door de ionosfeer. Deze wrijving brengt zoveel energie over naar de deeltjes in de atmosfeer dat ze oplichten.Voordat Birkeland ter plaatse kwam, dachten veel onderzoekers dat de Aurora Borealis werd veroorzaakt door een speciaal northern lights gas, deeltjes die ijzer bevatten, lokale elektrische stromen in de atmosfeer of meteoorstof.Hoewel Birkelands hypothese de eerste realistische theorie was met betrekking tot het noorderlicht, moest de verklaring voor de verschillende vormen, kleuren, bewegingen en hoogtes van het noorderlicht worden overgelaten aan ruimte-age-onderzoekers.”

Birkeland kreeg tijdens zijn leven zeer weinig steun, vooral van de belangrijkste onderzoekers in Engeland. Ze waren er niet van overtuigd dat de zon de bron van het noorderlicht was. We komen hieronder op deze enorme kritiek terug.

dit is een verhaal waarin wordt beschreven hoe gerenommeerde onderzoekers de benen uit innovatieve ideeën die afwijken van algemeen aanvaarde, mainstream noties schoppen. Maar eerst, laten we genieten van een aantal leuke details op basis van zijn experimenten.

Herschepte het universum

Birkeland maakte reproducties van het zonnestelsel en de aarde in een vacuümkamer. Deze werden de Terrella experimenten genoemd. De term terrella is Latijn en betekent ‘een klein model van de aarde’.

” de experimenten waren tijdrovend. Het duurde enkele dagen om een vacuüm in de kamer te creëren. Hij plaatste een elektromagneet in de terrella. Hiermee kon hij kunstmatig Noorderlicht produceren. Maar er zijn een aantal misvattingen in de anekdote over Birkeland. De eerste experimenten met kunstmatig Noorderlicht werden uitgevoerd in een afvoerbuis”, aldus Alv Egeland.In de daaropvolgende jaren maakte Birkeland nieuwere en betere terellas.

” de experimenten waren briljant, niet in het minst rekening houdend met het feit dat de wetenschap op dat moment elektronen niet als afzonderlijke deeltjes had gedefinieerd, ” legt Professor Jøran Moen van de fysica-afdeling uit.

de massa van het heelal in het grootste terella-model was ongeveer 1000 liter. Birkeland schoot wolken van elektronen op “aarde” met elektrische stroom van een generator. De spanning was 25.000 V. Dat is meer dan honderd keer de spanning in uw huishouden stopcontact.”Birkeland raakte geleidelijk steeds meer geïnteresseerd in de zon, de kometen, de ringen van Saturnus, de ruimte en de oorsprong van de fysieke wereld, waarover hij veel schreef in zijn 850 pagina’ s tellende belangrijke onderzoeksbijdrage, ” zegt Alv Egeland.

zijn ervaringen waren verre van een goedkoop tijdverdrijf. Ze waren duur om te leiden. Dit was een tijd waarin Noorwegen een arm land was en de universiteit weinig geld had.Zijn salaris aan de universiteit was onvoldoende. Hij betaalde het grootste deel van de kosten zelf en spendeerde zijn persoonlijke inkomsten aan Hydro om het laboratorium en het loon voor de zes tot acht assistenten die hij in dienst had te financieren. Rector sem Sæland van de Universiteit van Oslo, voorzitter van 1928 tot 1936, zou zeggen dat geen enkele andere werknemer ooit zoveel van zijn eigen salaris had besteed aan onderzoek dat hij zelf deed.”

zware winter

een van Birkelands grootste wensen was om de hoogte van het noorderlicht te bepalen. Er was een tijd dat het noorderlicht dacht helemaal naar beneden te dalen tot boomtop niveau in Lappland. We weten vandaag dat het noorderlicht enkele honderden kilometers boven het maaiveld is ontstaan.Om dit te ontdekken liet Birkeland een onderzoeksstation bouwen op de top van de “Heilige Berg” Haldde van Samis, op bijna duizend meter boven de zeespiegel met uitzicht op Kåfjord in Alta.

de stijging was zwaar. Op dat moment duurde de tocht te voet ongeveer vier uur. Toen ze op zoek waren naar de meest geschikte top voor een nieuw observatorium, kwamen ze bijna om in een sneeuwstorm.Brikeland bracht de winter door op de top van Haldde met twee assistenten. Er waren stormen of orkaanbuien om de dag. Verschillende van hun wetenschappelijke instrumenten werden vernietigd en moesten worden gerepareerd. De omkering van de rookstroom door de kolenkachel zou de woning vullen met dampen. Ze verhuisden van plaats naar plaats op ski ‘ s, sneeuwschoenen en stijgijzers wanneer de omstandigheden ijzig waren. Een van de assistenten overleed in Maart in een lawine.Tien jaar later bouwde Birkeland een comfortabeler en groter observatorium op de top van de berg Haldde. In de periode 1912-1919 woonden er zeventien personen op de bergtop, waaronder zeven kinderen. Drie van deze zijn daar geboren.

gedurende deze periode werden de onderzoekstations ook gebruikt voor meteorologische waarnemingen. Hoewel het noorderlicht nooit de top van de berg schampte, zette Birkeland zijn onderzoek voort, onvermoeibaar en met hernieuwd doorzettingsvermogen.

oorverdovend geluid

een van zijn grote bronnen van trots was een elektrisch kanon dat hij maakte. Het was bedoeld om te worden afgevuurd, maar met behulp van elektriciteit in plaats van buskruit. Tien kilo ijzer werd met zo ‘ n snelheid uit de mond van het kanon gestuwd, dat ze er met de kracht van kogels uit kwamen.

Kaiser Wilhelm van Duitsland hoopte dat de uitvinding een revolutie in de oorlogvoering zou betekenen. Het Franse Ministerie van oorlog was zeer geïnteresseerd in Birkelands kanon.Het kanon werd in 1903 publiekelijk getest in de eerbiedwaardige banketzaal, nu bekend als de oude banketzaal in het Domus Academica-gebouw aan de Karl Johan-poort. Het afvuren van de test was een mislukking, maar het markeerde het begin van het grootste industriële avontuur in de geschiedenis van Noorwegen.

er waren grote verwachtingen. De feestzaal was gevuld met gasten. Twee kabinetsministers en vertegenwoordigers van de industrie waren aanwezig – samen met agenten van de internationale wapenindustrie. Fridtjof Nansen heeft de procedure vanaf de eerste rij aandachtig gevolgd.”Het projectiel dat uit het kanon moet worden afgevuurd woog tien kilo”, stelde Birkeland de vergadering gerust: “U kunt rustig zitten, dames en heren. Als ik de schakelaar aanzet, zul je niets zien of horen behalve het geluid van het projectiel dat het doel raakt.”Hij draaide vervolgens de schakelaar, Egeland vertelt in zijn boek getiteld natuurwetenschapper en industrieel onderzoeker Kristian Birkeland.

er was oorverdovende, knetterende en sputterende commotie.

het kanon was kortgesloten. Vlammen spuwde uit de mond van het kanon. Sommige vrouwen schreeuwden en “gilden uit angst”, en voor een moment waren er tekenen van paniek in de hal..”It was the most dramatic incident in my life. Met dat enkele schot, mijn aandelen kelderde van 300 naar nul, maar het projectiel raakte het doel,” Birkeland commentaar achteraf.

toen hij het kanon eerder dezelfde dag had getest, functioneerde alles zoals bedoeld.”De aandacht die door het evenement werd getrokken was voorspelbaar negatief, maar Birkeland kreeg veel plezier van het tumult”, zegt Alv Egeland.Het elektrische inferno dat uit het kanon schoot had een temperatuur van meer dan duizend graden en werd later Birkelands ‘plasmaboog’genoemd.

de hoge temperatuur wordt veroorzaakt door elektrisch geladen deeltjes die met hoge snelheid heen en weer schieten.Elektronen in beweging leiden tot intense elektrische stromen omgeven door een magnetisch veld. Dit lijkt op een zonnewind plasma in de kosmos.”

Birkeland merkte al snel het onverwachte op. In het magnetisch veld van de spoel, de elektrische boog van de kortsluiting verspreid in een fantail vorm-en hierin ligt Birkeland ‘ s ontdekking.

” het fiasco werd vergeten. Vanaf dat moment was Birkeland geïnteresseerd in de elektrische boog”, schrijft Alv Egeland.

oprichter van Norsk Hydro

het cannon experiment leidde tot onverwachte gevolgen. Enkele jaren eerder had de Britse onderzoeker Sir William Crookes De wetenschappelijke gemeenschap gewaarschuwd voor de schaarste van calciumnitraat in de wereld, een van de belangrijkste ingrediënten bij de productie van kunstmest. Crooke ‘ s idee was dat een oplossing voor het produceren van kunstmest graag stikstof direct uit de lucht kon halen. Hij dacht dat dit een van de grootste uitvindingen in de toekomst zou zijn en de wereld zou kunnen redden van dreigende hongersnood.

het mislukte kanonvuur in de eerbiedwaardige oude feestzaal werd precies de basis voor de moderne kunstmest productie.De vorm van de lichtboog bevestigde enkele theorieën die Birkeland al had bedacht.

de lichtboog kon de drievoudige binding in de stikstofmoleculen verbreken. De fakkelachtige vlam produceerde stikstofoxide, de basisverbinding in salpeter en een belangrijk element in meststof.Wetenschappers en industriëlen over de hele wereld waren op zoek naar een oplossing. Birkeland pikte ze allemaal op de post.De ontdekking was een hoeksteen in de oprichting van Norsk Hydro. Kunstmatige productie van salpeter eiste enorme hoeveelheden energie. Noorwegen was rijk begiftigd met watervallen. Bijgevolg was de prijs van elektriciteit laag.

” Dit is een fantastisch verhaal. Norsk Hydro zou misschien nooit het daglicht hebben gezien zonder de toevallige explosie in de oude feestzaal. Dat is de wereld van het onderzoek. Ideeën komen plotseling gewoon voor, ” zegt zonne-onderzoeker Pål Brekke, Senior Adviseur bij het Noorse ruimtecentrum.Hoewel het mislukte experiment in de oude banketzaal in de geschiedenisboeken is neergedaald als precies de dag dat het idee bij Birkeland opkwam, wijst Alv Egeland erop dat Birkeland mogelijk al vóór de mislukte demonstratie aan het idee had gedacht.Birkeland ontmoette de industrieel ondernemer Sam Eyde tijdens een diner, georganiseerd door Minister Gunnar Knudsen, drie weken voor het kortsluitingsongeval in Domus Academica.Sam Eyde was een formidabele drijvende kracht. Hij onderhandelde al met de Duitsers om kunstmest uit de atmosfeer te maken.”

Sam Eyde en Birkeland kwamen onmiddellijk bij elkaar. Birkeland begon meteen met het uitvoeren van experimenten aan de universiteit.In die tijd was Eyde een van de beroemdste mannen van Noorwegen. De media volgden hem op de voet.

” hij was zich er goed van bewust hoe een gebeurtenis te kapitaliseren.”

de explosie in de oude feestzaal was verleidelijk lokaas voor de media.Toen de ontdekking vruchten begon af te werpen, markeerde Birkelands ontdekking en samenwerking met Eyde in ieder geval het begin van de industriële bonanza atNotodden en Rjukan. Eyde werd “royalty” in Rjukan en was vele malen beroemder dan Birkeland, ” ALV Egeland onderstreept.Tijdens de laatste vijf jaar van Birkelands leven was hij gefascineerd door het licht van de dierenriem, een bijzonder glinsterend licht aan de evenaar dat slechts een miljoenste van de helderheid van de volle maan is. Birkeland kon vaststellen dat het licht werd veroorzaakt door kathodestralen van de zon. Hij had het idee dat het licht varieerde in verhouding met de zonneactiviteit en met verstoringen in het magnetische veld van de aarde.Na een lang verblijf in Afrika verlangde hij ernaar om terug te keren naar Noorwegen, maar op dat moment woedde de Eerste Wereldoorlog. Daarom maakte hij een omweg via Tokio, waar hij goede collega ‘ s en vrienden had.Birkeland was geestelijk onevenwichtig en slechts vijftig jaar oud toen hij zijn leven in de Japanse hoofdstad beëindigde. Na zijn dood werd hij bijna volledig vergeten, totdat de moderne verkenning van de ruimte tegen het einde van de jaren zestig het mogelijk maakte om Birkelands theorieën over het noorderlicht te bewijzen.Birkeland vertegenwoordigde de bovenkorst van de Noorse wetenschappelijke gemeenschap. Als een uitgesproken visionair stuitte hij op weerstand, vooral onder de mainstream Britse onderzoekers. Een nadeel voor Birkeland was dat de meeste van zijn wetenschappelijke artikelen in het Frans werden geschreven – niet in het Engels.”

British ridicule

na Birkelands dood werden zijn theorieën het zwaarst bekritiseerd door de English academy of science, De Royal Society. De frontliniecriticus was Professor Sydney Chapman, een briljante wis-en natuurkundige, evenals de grootste ruimteonderzoeker van de 20e eeuw.De Britten waren het niet eens met Birkelands theorie over het noorderlicht en steunden in plaats daarvan het idee dat ze veroorzaakt werden door een systeem van lokale elektrische stromen in de bovenste atmosfeer.”When researchers of the Royal Society spoke, there were few who durable to dispute what they said, according to Alv Egeland, who majored in physics himself at the end of the 1950.”

in this era, everyone referred to Chapman and the British school. Chapman ‘ s geschriften stonden op de syllabus van de Universiteit van Oslo. Birkelands poollichttheorie en de terrellas werden nauwelijks genoemd. Zijn theorieën werden bijna belachelijk gemaakt.”Chapman was een genie van een onderzoeker en zeer gerespecteerd, maar hij weigerde een theorie die niet bewezen kon worden door de vingers te zien. Het was onmogelijk om testmetingen in de ruimte te doen voor de komst van satellieten. Birkeland ‘ s Genie bestond uit simulatie; terwijl Chapman en alle anderen hun theorieën baseerden op minder waarnemingen en statistische modellen, simuleerde Birkeland ruimte in een laboratorium. Niemand voor hem had dit gedaan.In 1967, een eeuw na de geboorte van Kristian Birkeland, organiseerde de International Association of Geomagnetism and Aeronomy (IAGA) het eerste Birkeland Symposium in Sandefjord.In totaal 170 onderzoekers uit de hele wereld bespraken de laatste resultaten op het gebied waarop Birkeland een pionier was geweest.

voorgesteld werd om de bron van het Noorderlicht aan te duiden als “Birkeland currents”.”The keynote guest, Chapman, opende het symposium. We dachten dat hij Birkeland zou prijzen, maar hij drukte zich niet erg diplomatiek uit en hij schokte veel van de toehoorders. Hij kon niets positiefs zeggen over Birkelands onderzoek. Naar zijn mening had Birkeland een mix van feiten en fouten geproduceerd.”

de eerste waarnemingen van satellieten werden reeds geregistreerd, maar de kwaliteit van de gegevens was nog steeds onvoldoende.Het was pas in het begin van de jaren zeventig dat de Britse school het bewijs accepteerde dat de elektrische stromen stroomden zoals Birkeland 60 jaar eerder had getheoretiseerd.

” What did Chapman had to say then?”

“het duurde even, maar uiteindelijk verontschuldigde hij zich voor het feit dat hij zich vergist had. Zijn opmerkingen over Birkeland werden minder kritisch, en meer en meer onderzoekers begonnen Birkeland ‘ s verklaring te accepteren. Een paar jaar later schreef Chapman dat Birkeland belangrijke vooruitgang had geboekt in het verklaren van het noorderlicht en magnetische stormen,” vertelt Egeland.Een periode van zestig jaar was verstreken vanaf het moment dat Birkeland zijn northern lights theorie ontwikkelde totdat de theorie werd bewezen.

” tot dan toe erkenden onderzoekers het feit dat Birkeland al die tijd gelijk had gehad,” zegt Pål Brekke.Kristian Birkeland werd acht keer genomineerd voor de Nobelprijs, vier keer voor scheikunde en vier keer voor natuurkunde. Hij kreeg echter nooit de prijs. Het was jammer voor Birkeland dat Sam Eyde erop stond dat Birkeland de Nobelprijs met hem zou moeten delen. Dit sloot elke kans op het krijgen van de prijs.”Sam Eyde was geen wetenschapper, maar desondanks was hij veel meer geobsedeerd door het krijgen van de prijs dan Birkeland. Eyde vond ook dat als hij de prijs niet kon krijgen, het het beste was als Birkeland hem ook niet kreeg.In 1994 werd Birkeland echter terecht geëerd. Zijn portret werd gekozen voor de voorkant van het Noorse 200-kronen bankbiljet.”

Birkeland ‘s heritage

Professor Jøran Moen, die momenteel Birkeland’ s hoogleraarschap bekleedt, is een van de belangrijkste Noorse onderzoekers van het noorderlicht en de bovenste gebieden van de atmosfeer.Het ruimteonderzoek heeft aangetoond dat Birkeland ongelooflijk visionair was. Zijn hypothesen over de zon en het heelal waren het voorwerp van veel aandacht nadat satellieten begonnen om veel van de geheimen van de ruimte te onthullen,” jøran Moen wijst erop.

” ik raakte gefascineerd door de zonne-terrestrische koppeling en door Birkelands persoonlijke geschiedenis. Hij is degene die de Noorse interesse in zonne-onderzoek inspireerde,” zegt Pål Brekke.Tegenwoordig worden atmosfeerstudies uitgevoerd aan universiteiten in Oslo en Tromsø, het Birkeland Centre in Bergen en het universiteitscentrum in Svalbard (UNIS). Andøya Space Center aan de buitenste kustlijn van de oceaan in Vesterålen, is ook een belangrijke bijdrager. Onderzoeksraketten worden gelanceerd en worden gebruikt om te meten hoe de zon de atmosfeer op aarde beïnvloedt.”Dit alles kan terug te voeren zijn op Birkeland,” merkt Pål Brekke op en voegt eraan toe dat Noorwegen – dankzij de vroege inspanningen van het land op het gebied van zonne – onderzoek-bijdroeg aan NASA ‘ s SOHO-satelliet, die na 22 jaar nog steeds rond de zon cirkelt, de Japanse satelliet Hinode en de Amerikaanse IRIS-satelliet. Het Instituut voor Theoretische astrofysica van UiO is de bewaarder van de gegevens van deze satellieten nadat de informatie uit de ruimte is opgehaald via de enorme antennes van Svalsat in Svalbard.Het feit dat Noorwegen de leidende natie in de zonnefysica zou moeten worden was geen voorspelbare ontwikkeling, maar Noorwegen profiteerde van Birkeland ‘ s erfgoed. We bezitten de hele pot honing, Pål Brekke Muzen.

de mensheid gebruikt steeds meer technologie die kwetsbaar is voor zonnestormen. Wanneer het noorderlicht heftig actief is, heeft het een impact op onze navigatiesystemen.

onze grote droom is om weerstations in de ruimte te ontwerpen die tijden kunnen voorspellen waarop navigatie kan worden vertrouwd.In dit verband is Birkeland van groot belang geweest. Hij stichtte het allereerste ruimteonderzoek in Noorwegen. Omdat Noorwegen een bijzonder goede locatie heeft die ons in staat stelt om de hele dagelijkse cyclus van het noorderlicht af te dekken, met de nachtelijke aurora in Tromsø en de daytime aurora in Spitsbergen, hebben we uitstekende omstandigheden gehad om zijn werk voort te zetten”, stelt Jøran Moen.Hij voegt eraan toe dat Birkeland en zijn collega ‘ s de eerste wetenschappers waren die de noodzaak zagen om theorie, experimenten en berekeningen te combineren. In onze moderne tijd worden deze dingen nu als vanzelfsprekend beschouwd in alle natuurwetenschappelijke disciplines.

een nog steeds onopgelost probleem

hoewel het nu een eeuw geleden is dat Kristian Birkeland stierf, zijn alle fysische mechanismen in de atmosfeer nog niet volledig begrepen.

een van de grootste uitdagingen is hoe de turbulentie in plasma te verklaren. Plasma is gas met geladen atomen. De gehele ionosfeer, de buitenste laag van de exosfeer, bestaat uit plasma. Plasma wordt beïnvloed door elektromagnetische velden.

wanneer zonnestormen neervallen op de aarde, veroorzaken ze turbulentie in het plasma. Dit verandert op zijn beurt de richting van radio-en GPS-signalen. Om te kunnen voorspellen hoe het weer in de ruimte zal zijn, moet men begrijpen hoe de turbulentie zich gedraagt.

zonnestormen bevatten grote hoeveelheden energie.Turbulentie is een manier om de energie af te breken. Energie verdwijnt nooit, maar verandert voortdurend van vorm, zoals in golven, instabiliteit of hitte. Helaas is dit een fundamentele kwestie in de klassieke natuurkunde, en we begrijpen het niet volledig,” jøran Moen geeft toe.Turbulentie is vanaf hier op aarde onmogelijk te bestuderen. De satellieten, bovendien, zijn in een baan te hoog in de ruimte. De oplossing is dus om turbulentie te meten met behulp van raketten. De afgelopen jaren heeft Moen een aantal raketten gelanceerd.

een enkele raket geeft metingen terug langs slechts één traject.

” we hebben driedimensionale metingen nodig.”

om dit op te lossen zal Jøran Moen – in samenwerking met NASA – nu vier parallelle raketten tegelijk lanceren. Ze worden rond 2018-2019 gelanceerd.”What would Birkeland do if he had been alive today?”

” daar heb ik goed over nagedacht. Hoogstwaarschijnlijk zou hij doorgegaan zijn met het onderzoek naar elektromagnetisme, omdat het een veld is dat nog veel puzzels moet oplossen.”

” om de extosfeer (de atmosfeer van de aarde) te begrijpen, moeten we meer weten over de verbinding met de atmosfeer van de zon. Ons begrip van de zon ontbreekt nog steeds, en we kunnen het weer in de ruimte nog steeds niet voorspellen. Als we dit allemaal hebben begrepen, kunnen we ook de atmosfeer op andere planeten begrijpen”, besluit Jøran Moen.

verwante inhoud

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.