Król zorzy polarnej

ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Apollon – Research magazine z Uniwersytetu w Oslo. Przeczytaj oryginalny artykuł.

Norweski profesor Kristian Birkeland (1867-1917) był pierwszym naukowcem na świecie, który zdał sobie sprawę, że Zorza polarna ma coś wspólnego z burzami elektromagnetycznymi ze słońca. Był również człowiekiem stojącym za fantastycznym wynalazkiem, który umożliwił wytwarzanie nawozu poprzez zbieranie azotu z powietrza. Odkrycie było podstawą powstania Norsk Hydro i przemysłowej Bonanzy w Notodden i Rjukan. Na koniec, Birkeland był odpowiedzialny za 60 nowych patentów na wszystko, od margaryny i kawioru po działo elctromagnetyczne. Ale najważniejsze z naszej dzisiejszej perspektywy jest być może to, że położył podwaliny pod wiele nowoczesnych badań prowadzonych w dziedzinie fizyki kosmicznej i słonecznej.

pomimo pionierskich wynalazków Birkelanda, został jednak prawie zdegradowany do zapomnienia. Niestety, nie był w stanie udowodnić swoich spektakularnych teorii dotyczących zorzy polarnej. Międzynarodowi naukowcy z postury protestowali głośno przeciwko teoriom Birkelanda. Czterdzieści lat po jego śmierci niewiele o nim wspomniano w podręcznikach używanych na Uniwersytecie w Oslo (UiO). Dopiero później, gdy stało się możliwe wykonywanie pomiarów z satelitów w kosmosie, potwierdziły się jego teorie dotyczące światła Północnego i zaburzeń ziemskiego pola magnetycznego.

logo apollon

logo apollon

przez ostatnie dwadzieścia lat jego twarz zdobiła Norweski banknot 200 koron, choć niewiele osób przywiązywało dużą wagę do postaci na powszechnie używanym banknocie.

UiO planuje teraz uczcić 150.rocznicę profesora i wynalazcy, organizując szereg wydarzeń zarówno w Norwegii, jak i Japonii.

chociaż Birkeland zaczyna być rozpoznawany i stał się przedmiotem wielu prac pisarskich, wciąż istnieje wiele anegdot z jego życia jako badacza, których opinia publiczna jeszcze nie słyszała.

naukowa kopalnia złota

jedną osobą, która wie bardzo dużo o Birkelandzie jest emerytowany profesor Alv Egeland (85) z Wydziału Fizyki. Egeland był zaangażowany 50 lat temu w zorganizowanie obchodów stulecia na cześć Birkelanda w 1967 roku. Jest także autorem kilku książek o Birkelandzie.

szkoccy i niemieccy fizycy James Maxwell (1831-1879) i Heinrich Hertz (1857-1879).były dwoma źródłami inspiracji dla Birkelanda. Obaj byli wiodącymi autorytetami w dziedzinie elektromagnetyzmu. Maxwell był teoretykiem. Opisał jak poruszają się i rozprzestrzeniają fale elektromagnetyczne. Hertz był eksperymentatorem. Udało mu się przetestować teorie Maxwella w praktyce.

” elektromagnetyzm stał się nowo odkrytą kopalnią złota dla młodego Birkelanda. Już jako uczeń kupił własny magnes-za własne pieniądze. Wykorzystywał magnes do wielu zaskakujących eksperymentów i żartów praktycznych podczas lekcji szkolnych. Nie wszyscy nauczyciele Birkelanda byli pod wrażeniem jego eksperymentów.”

w późniejszym okresie życia, jak relacjonuje ALV Egeland, badania birkelanda nad elektromagnetyzmem i Ziemskim polem magnetycznym stały się najważniejszym wkładem w jego badania.
jak tylko Birkeland skończył Uniwersytet, zaczął eksperymentować z oscylacjami elektrycznymi wzdłuż metalowego drutu.

w 1895 roku rozpoczął pionierskie badania promieni katodowych, strumienia elektronów w rurze próżniowej, który występuje przez wysokie napięcie przechodzące między ujemnymi i dodatnimi elektrodami naładowanymi.

“Birkeland stwierdził, że promienie katodowe składają się z naładowanych elektrycznie cząstek i mogą być kontrolowane przez pole magnetyczne.”

stworzył sztuczne zorzy polarnej

w następnym roku Birkeland zainteresował się połączeniem plam słonecznych z zorzą polarną. Użył promieni katodowych do stworzenia sztucznych zorzy polarnej w laboratorium i doszedł do wniosku, że Zorza polarna jest spowodowana elektrycznie naładowanymi cząstkami słońca, które są kierowane do atmosfery polarnej przez pole geomagnetyczne wokół Ziemi. Był również zdania, że atmosfera składa się z ogromnej liczby cząstek elektrycznych.

” teoria Zorzy Polarnej Birkelanda opierała się na siłach elektromagnetycznych w przestrzeni, pochodzących od słońca. To, jak wpadł na ten pomysł, wciąż pozostaje tajemnicą. Hipotezy birkelanda nie zostały potwierdzone aż do ery kosmicznej, około sześćdziesiąt lat później. Nawet dzisiaj, ponad pięćdziesiąt lat po zaraniu ery kosmicznej, jego wizjonerska dalekowzroczność jest imponująca”, mówi Egeland.

teorie Birkelanda okazały się poprawne dopiero w latach 70., w czasie, gdy możliwe było przeprowadzenie dokładnych pomiarów za pomocą satelitów. Cząstki burz słonecznych uderzają w ziemię z gwałtowną siłą. Cząstki są spowalniane przez jonosferę. To tarcie przenosi tyle energii do cząstek w atmosferze, że się zapalają.

zanim Birkeland pojawił się na miejscu, wielu badaczy uważało, że Zorza polarna była spowodowana specjalnym gazem zorzy polarnej, cząstkami zawierającymi żelazo, lokalnymi prądami elektrycznymi w atmosferze lub pyłem meteorytowym.

“chociaż hipoteza Birkelanda była pierwszą realistyczną teorią odnoszącą się do zorzy polarnej, Wyjaśnienie różnych kształtów, kolorów, ruchów i wysokości zorzy polarnej musiało zostać pozostawione badaczom epoki kosmicznej.”

Birkeland doświadczył w swoim życiu bardzo niewielkiego wsparcia, szczególnie ze strony czołowych badaczy w Anglii. Nie byli przekonani, że słońce jest źródłem zorzy polarnej. Wrócimy do tej ogromnej krytyki poniżej.

jest to opowieść opisująca, jak znani badacze wykopują nogi spod nowatorskich pomysłów, które odbiegają od ogólnie przyjętych, mainstreamowych pojęć. Ale najpierw pozwól nam cieszyć się zabawnymi szczegółami na podstawie jego eksperymentów.

odtworzył wszechświat

Birkeland wykonał reprodukcje układu słonecznego i ziemi w komorze próżniowej. Były to eksperymenty Terrelli. Termin terrella pochodzi z łaciny i oznacza “mały model Ziemi”.

” eksperymenty były czasochłonne. Wytworzenie próżni w komorze zajęło kilka dni. Umieścił elektromagnes wewnątrz terrelli. Dzięki temu był w stanie wyprodukować sztuczne zorze polarne. Ale są pewne nieporozumienia w anegdocie o Birkelandzie. Pierwsze eksperymenty ze Sztuczną zorzą polarną przeprowadzono wewnątrz rury wyładowczej”, zauważa ALV Egeland.

w następnych latach Birkeland stworzył nowsze i lepsze terele.

“eksperymenty były genialne, nie tylko biorąc pod uwagę, że nauka w tym czasie nie zdefiniowała elektronów Jako oddzielnych cząstek”, wyjaśnia profesor Jøran Moen z Wydziału Fizyki.

masa wszechświata w największym modelu terella wynosiła około 1000 litrów. Birkeland wystrzelił chmury elektronów na “Ziemię”prądem elektrycznym z generatora. Napięcie wynosiło 25 000 V. to ponad sto razy więcej niż napięcie w gniazdku domowym.

“Birkeland stopniowo coraz bardziej interesował się słońcem, kometami, pierścieniami Saturna, przestrzenią kosmiczną i pochodzeniem świata fizycznego, o czym wiele napisał w swoim 850-stronicowym głównym artykule badawczym”, mówi ALV Egeland.

jego doświadczenia były dalekie od niedrogiej rozrywki. Ich prowadzenie było kosztowne. Był to czas, gdy Norwegia była biednym krajem, a uniwersytet miał niewiele pieniędzy.

” jego zarobki z uczelni były niewystarczające. Sam pokrywał znaczną część kosztów, a swoje osobiste zarobki z Hydro przeznaczał na sfinansowanie laboratorium i wynagrodzenia dla sześciu do ośmiu asystentów, których zatrudniał. Rektor Uniwersytetu w Oslo, sem Sæland, który przewodniczył w latach 1928-1936, powiedział, że żaden inny pracownik nigdy nie wydał tyle własnej pensji na badania, które sam prowadził.”

męcząca zima

jednym z największych życzeń Birkelanda było określenie wysokości zorzy polarnej. Było to w czasach, gdy uważano, że Zorza polarna schodzi aż do poziomu wierzchołków drzew w Lappland. Dziś wiemy, że Zorza polarna powstaje kilkaset kilometrów nad ziemią.

aby to odkryć, Birkeland zbudował stację badawczą na szczycie “Świętej Góry” Haldde, na wysokości prawie tysiąca metrów nad poziomem morza, z widokiem na Kåfjord w Alta.

wspinaczka była męcząca. W tym czasie wędrówka pieszo trwała około czterech godzin. Kiedy próbowali znaleźć najbardziej odpowiedni szczyt dla nowego Obserwatorium, byli bliscy śmierci w zamieci.

Brikeland spędził zimę na szczycie Haldde z dwoma asystentami. Co drugi dzień były burze lub huraganowe wichury. Kilka z ich instrumentów naukowych zostało zniszczonych i musiało zostać naprawionych. Odwrócenie przepływu dymu z pieca węglowego wypełniłoby mieszkanie oparami. Przemieszczali się z miejsca na miejsce na nartach, rakietach śnieżnych i rakach, gdy warunki były oblodzone. Jeden z asystentów zginął w lawinie w marcu.

dziesięć lat później Birkeland zbudował wygodniejsze i większe obserwatorium na szczycie Mount Haldde. W latach 1912-1919 na szczycie góry mieszkało Siedemnaście osób, w tym siedmioro dzieci. Trzy z nich urodziły się tam.

w tym okresie stacje badawcze były również wykorzystywane do obserwacji meteorologicznych. Chociaż Zorza polarna nigdy nawet nie wypasała szczytu góry, Birkeland kontynuował swoje badania, niestrudzenie i z odnowioną wytrwałością.

ogłuszający hałas

jednym z jego wielkich źródeł dumy była wykonana przez niego armata elektryczna. Miał być strzelany, ale używając elektryczności zamiast prochu. Dziesięć kilo sztuk żelaza zostało wyrzuconych z pyska armaty z taką prędkością, że wychodziły z siłą pocisków.

Kaiser Wilhelm z Niemiec miał nadzieję, że wynalazek zrewolucjonizuje wojnę. Francuskie Ministerstwo Wojny było bardzo zainteresowane armatą Birkelanda.

działo zostało publicznie Przetestowane w 1903 roku w czcigodnej sali bankietowej, znanej obecnie jako stara Sala bankietowa w budynku Domus Academica przy bramie Karla Johana. Testowy ostrzał okazał się porażką, ale był początkiem największej przemysłowej przygody w historii Norwegii.

były wielkie oczekiwania. Sala bankietowa była wypełniona gośćmi. Obecni byli dwaj ministrowie gabinetu i przedstawiciele przemysłu, a także przedstawiciele międzynarodowego przemysłu zbrojeniowego. Fridtjof Nansen obserwował przebieg z uwagą z pierwszego rzędu.

” pocisk, który miał być wystrzelony z armaty ważył dziesięć kilogramów “Birkeland zapewnił Zgromadzenie:” możecie usiąść spokojnie, panie i Panowie. Kiedy włączę przełącznik, nie zobaczysz ani nie usłyszysz niczego poza dźwiękiem pocisku uderzającego w cel.”Następnie przerzucił przełącznik, o czym opowiada Egeland w swojej książce zatytułowanej Natural Scientist and Industrial Researcher Kristian Birkeland.

było ogłuszające, trzaskające i rozpylające się zamieszanie.

armata miała zwarcie. Płomienie wypłynęły z ust armaty. Niektóre kobiety krzyczały i “piszczały ze strachu”, a na korytarzu przez chwilę pojawiły się oznaki paniki..

” to był najbardziej dramatyczny incydent w moim życiu. Tym pojedynczym strzałem moje akcje spadły z 300 do zera, ale pocisk uderzył w cel ” – skomentował Birkeland.

kiedy tego samego dnia testował działo, wszystko działało zgodnie z przeznaczeniem.

“Uwaga przyciągnięta przez wydarzenie była przewidywalnie negatywna, ale Birkeland czerpał znaczną radość z wrzawy”, mówi Alv Egeland.

elektryczne piekło, które wystrzeliło z armaty, miało temperaturę ponad tysiąca stopni i zostało później nazwane “łukiem plazmowym” Birkelanda.

wysoka temperatura wynika z naładowanych elektrycznie cząstek strzelających tam iz powrotem z dużą prędkością.

“elektrony w ruchu powodują intensywne prądy elektryczne otoczone polem magnetycznym. Przypomina to plazmę wiatru słonecznego w kosmosie.”

W polu magnetycznym cewki, łuk elektryczny od zwarcia rozprzestrzenił się w fantazyjnym kształcie – i tu leży odkrycie Birkelanda.

” fiasko zostało zapomniane. Od tego momentu Birkeland był zainteresowany łukiem elektrycznym”, pisze ALV Egeland.

założyciel Norsk Hydro

eksperyment z armatą doprowadził do nieoczekiwanych konsekwencji. Kilka lat wcześniej brytyjski badacz Sir William Crookes zaalarmował środowisko naukowe o niedoborze azotanu wapnia na świecie, jednego z głównych składników w produkcji nawozów. Pomysł Crooke ‘ a polegał na tym, że rozwiązaniem do produkcji nawozów może być pozyskiwanie azotu bezpośrednio z powietrza. Uważał, że będzie to jeden z największych wynalazków w przyszłości i może uratować świat przed zbliżającym się głodem.

nieudane wystrzelenie armaty w starej czcigodnej Sali Bankietowej stało się właśnie fundamentem nowoczesnej produkcji nawozów.

kształt łuku świetlnego potwierdził niektóre teorie, które Birkeland już wymyślił.

łuk świetlny był w stanie przerwać Wiązanie potrójne w cząsteczkach azotu. Płomień podobny do palnika wytwarzał tlenek azotu, który jest podstawowym Związkiem saletry i kluczowym elementem nawozu.

naukowcy i przemysłowcy na całym świecie szukali rozwiązania. Birkeland załatwił ich wszystkich na posterunku.

odkrycie było kamieniem węgielnym w założeniu Norsk Hydro. Sztuczna produkcja saletry wymagała ogromnych ilości energii. Norwegia była bogato obdarzona wodospadami. W konsekwencji cena energii elektrycznej była niska.

” to fantastyczna historia. Norsk Hydro prawdopodobnie nigdy nie ujrzałby światła dziennego bez przypadkowej eksplozji w starej sali bankietowej. Taki jest świat badań. Pomysły nagle po prostu pojawiają się”, mówi badacz energii słonecznej Pål Brekke, starszy doradca w norweskim Centrum Kosmicznym.

chociaż nieudany eksperyment w starej sali bankietowej przeszedł do historii jako dokładnie w dniu, w którym pomysł pojawił się Birkelandowi, Alv Egeland wskazuje, że Birkeland prawdopodobnie myślał już o tym pomyśle przed nieudaną demonstracją.

Birkeland spotkał się z przedsiębiorcą przemysłowym Samem Eyde na kolacji zorganizowanej przez ministra rządu Gunnara Knudsena trzy tygodnie przed wypadkiem zwarciowym w Domus Academica.

” Sam Eyde był potężną siłą napędową. Negocjował już z Niemcami produkcję nawozu z atmosfery.”

Sam Eyde i Birkeland natychmiast wzięli się do siebie. Birkeland od razu zaczął prowadzić eksperymenty na Uniwersytecie.

w tym czasie Eyde był jednym z najbardziej znanych ludzi Norwegii. Media ściśle go śledziły.

wybuch w starej sali bankietowej był kuszącą przynętą dla mediów.

w każdym razie, gdy odkrycie zaczęło przynosić owoce,

“odkrycie Birkelanda i współpraca z Eyde zapoczątkowały przemysłową bonanzę wnotodden i Rjukan. Eyde stał się “królewską” w Rjukan i był wielokrotnie bardziej znany niż Birkeland – podkreśla ALV Egeland.
smutny los

w ciągu ostatnich pięciu lat życia Birkelanda fascynowało światło zodiakalne, osobliwe migoczące światło na równiku, które jest tylko jedną milionową jasności księżyca w pełni. Birkeland był w stanie ustalić, że światło było spowodowane przez promienie katodowe od słońca. Miał pogląd, że światło zmienia się proporcjonalnie do aktywności słonecznej i zaburzeń w ziemskim polu magnetycznym.

po długim pobycie w Afryce pragnął wrócić do Norwegii, ale w tym czasie wybuchła I wojna światowa. W związku z tym odbył objazd przez Tokio, gdzie miał bliskich kolegów i przyjaciół.

Birkeland był niezrównoważony psychicznie i miał zaledwie pięćdziesiąt lat, gdy zakończył życie w stolicy Japonii. Po jego śmierci został prawie całkowicie zapomniany, aż współczesne badania kosmosu pod koniec lat 60. pozwoliły udowodnić teorie Birkelanda na temat zorzy polarnej.

“Birkeland reprezentował górną skorupę norweskiego środowiska naukowego. Jako otwarty wizjoner spotkał się z oporem, szczególnie wśród głównych brytyjskich badaczy. Jedną z wad Birkelanda było to, że większość jego prac naukowych była pisana po francusku, a nie po angielsku.”

Brytyjskie wyśmiewanie

po śmierci Birkelanda jego teorie stały się przedmiotem ostrej krytyki ze strony Angielskiej Akademii Nauk, Royal Society. Pierwszym krytykiem był Profesor Sydney Chapman, genialny matematyk i fizyk, a także największy badacz kosmosu XX wieku.

Brytyjczycy nie zgadzali się z teorią Birkelanda na temat zorzy polarnej i zamiast tego poparli pogląd, że były one spowodowane przez system lokalnych prądów elektrycznych w górnej atmosferze.

” kiedy przemawiali naukowcy z Royal Society, było niewielu, którzy odważyli się zakwestionować to, co powiedzieli, zgodnie z Alv Egeland, który sam studiował fizykę pod koniec lat 50.”

w tej epoce wszyscy odnosili się do Chapmana i British school. Pisma Chapmana znalazły się na sylabusie na Uniwersytecie w Oslo. Teoria zorzy polarnej birkelanda i terrellas były rzadko wspominane. Jego teorie były praktycznie wyśmiewane.

“Chapman był geniuszem naukowca i bardzo szanowany, ale nie zgodził się na teorię, której nie można było udowodnić. Przed pojawieniem się satelitów niemożliwe było przeprowadzenie pomiarów testowych w przestrzeni kosmicznej. Geniusz birkelanda polegał na symulacji; podczas gdy Chapman i wszyscy inni opierali swoje teorie na mniejszej ilości obserwacji i modeli statystycznych, Birkeland symulował przestrzeń w laboratorium. Nikt przed nim tego nie zrobił.”

w 1967 roku, sto lat po narodzinach Kristiana Birkelanda, Międzynarodowe Stowarzyszenie Geomagnetyzmu i Aeronomii (IAGA) zorganizowało pierwsze Sympozjum Birkelanda w Sandefjord.

w sumie 170 badaczy z całego świata dyskutowało o najnowszych osiągnięciach w dziedzinie, w której Birkeland był pionierem.

zaproponowano, aby wyznaczyć źródło zorzy polarnej jako “prądy Birkelanda”.

” Myśleliśmy, że pochwali Birkelanda, ale nie wyraził się zbyt dyplomatycznie i zaszokował wielu słuchaczy. Nie był w stanie powiedzieć nic pozytywnego o badaniach Birkelanda. Jego zdaniem Birkeland stworzył mieszankę faktów i błędów.”

pierwsze obserwacje z satelitów były już rejestrowane, ale jakość danych była nadal niewystarczająca.

dopiero na początku lat 70.Szkoła Brytyjska zaakceptowała dowód, że prądy elektryczne płynęły w sposób, jaki Birkeland teoretyzował 60 lat wcześniej.

co wtedy Chapman miał do powiedzenia?”

” zajęło to chwilę, ale w końcu przeprosił za to, że się pomylił. Jego komentarze na temat Birkelanda stały się mniej krytyczne i coraz więcej badaczy zaczęło akceptować wyjaśnienia Birkelanda. Kilka lat później Chapman napisał, że Birkeland osiągnął ważne postępy w wyjaśnianiu zorzy polarnej i burz magnetycznych”, opowiada Egeland.

okres sześćdziesięciu lat upłynął od czasu, kiedy Birkeland rozwinął swoją teorię zorzy polarnej, aż teoria ta została udowodniona.

“dopiero wtedy naukowcy uznali fakt, że Birkeland od początku miał rację”, mówi Pål Brekke.

nominowany do Nagrody Nobla

Kristian Birkeland był nominowany do Nagrody Nobla osiem razy, cztery razy w chemii i cztery razy w fizyce. Nigdy jednak nie przyznano mu nagrody. Niefortunne dla Birkelanda było to, że Sam Eyde nalegał, aby Birkeland podzielił się z nim Nagrodą Nobla. Wykluczało to jakiekolwiek szanse na zdobycie nagrody.

“Sam Eyde nie był naukowcem, ale mimo to miał większą obsesję na punkcie zdobycia nagrody niż Birkeland. Eyde uważał również, że jeśli nie może otrzymać nagrody, najlepiej będzie, jeśli Birkeland również jej nie otrzyma.
jednak w 1994 roku Birkeland został zasłużenie uhonorowany. Jego portret został wybrany na przednią stronę norweskiego banknotu 200-koron.”

dziedzictwo Birkelanda

profesor Jøran Moen, który obecnie jest profesorem Birkelanda , jest jednym z czołowych Norweskich badaczy zorzy polarnej i górnych regionów atmosfery ziemskiej.

“badania kosmiczne wykazały, że Birkeland był niezwykle wizjonerski. Jego hipotezy o słońcu i wszechświecie były obiektem dużej uwagi po tym, jak satelity zaczęły ujawniać wiele tajemnic kosmosu”, podkreśla Jøran Moen.

” zafascynowało mnie sprzężenie słoneczne-terrestial oraz osobista historia Birkelanda. To on zainspirował norweskie zainteresowanie badaniami nad energią słoneczną”, mówi Pål Brekke.

obecnie badania atmosfery prowadzone są na uniwersytetach w Oslo i Tromsø, w Birkeland Centre w Bergen i w centrum uniwersyteckim w Svalbard (UNIS). Centrum Kosmiczne Andøya na najbardziej oddalonej linii brzegowej oceanu w Vesterålen, jest również ważnym wkładem. Rakiety badawcze są uruchamiane i są używane do pomiaru, jak słońce wpływa na atmosferę na Ziemi.

“wszystko to może być związane z Birkelandem”, zauważa Pål Brekke, dodając, że Norwegia – dzięki wczesnym wysiłkom tego kraju w dziedzinie badań nad energią słoneczną – była współtwórcą satelity Soho NASA, który nadal krąży wokół Słońca po 22 latach, japońskiego satelity Hinode i amerykańskiego satelity IRIS. Instytut Astrofizyki teoretycznej na UiO jest opiekunem danych z tych satelitów po tym, jak informacje zostały pobrane z kosmosu za pośrednictwem ogromnych anten w Svalsat na Svalbardzie.

fakt, że Norwegia powinna stać się wiodącym krajem w fizyce słońca, nie był przewidywalnym rozwojem, ale Norwegia skorzystała na dziedzictwie Birkelanda. Posiadamy cały dzbanek miodu, Pål Brekke muses.

ludzkość wykorzystuje coraz więcej technologii, które są podatne na burze słoneczne. Kiedy Zorza polarna jest gwałtownie aktywna, ma to wpływ na nasze systemy nawigacyjne.

naszym wielkim marzeniem jest zaprojektowanie stacji meteorologicznych w przestrzeni kosmicznej, które mogą przewidywać czasy, gdy nawigacja może być zaufana.

” Zapoczątkował pierwsze badania kosmiczne w Norwegii. Ponieważ Norwegia ma szczególnie dobrą lokalizację, która umożliwia nam pokrycie całego dziennego cyklu zorzy polarnej, z zorzą nocną w Tromsø i zorzą dzienną w Svalbardzie, mieliśmy doskonałe warunki do kontynuowania jego pracy”, mówi Jøran Moen.

dodaje, że Birkeland i jego współpracownicy byli pierwszymi naukowcami, którzy dostrzegli potrzebę łączenia teorii, eksperymentów i obliczeń. W naszej nowoczesnej erze, te rzeczy są obecnie uważane za oczywiste we wszystkich dyscyplinach nauk przyrodniczych.

wciąż nierozwiązany problem

chociaż od śmierci Kristiana Birkelanda minął już wiek, wszystkie fizyczne mechanizmy w atmosferze nie są jeszcze w pełni zrozumiane.

jednym z największych wyzwań jest wyjaśnienie turbulencji w plazmie. Plazma jest gazem z naładowanymi atomami. Cała jonosfera, która jest najbardziej zewnętrzną warstwą egzosfery, składa się z plazmy. Plazma ma wpływ na pola elektromagnetyczne.

kiedy burze słoneczne spadają na Ziemię, powodują turbulencje w plazmie. To z kolei zmienia kierunek sygnałów radiowych i GPS. Aby móc przewidzieć, jaka będzie pogoda w kosmosie, trzeba zrozumieć, jak zachowują się turbulencje.

burze słoneczne zawierają duże ilości energii.

“turbulencja jest jednym ze sposobów na rozbicie energii. Energia nigdy nie znika, ale zmienia się w sposób ciągły, na przykład w fale, niestabilność lub ciepło. Niestety jest to podstawowy problem w klasycznej fizyce i nie do końca go rozumiemy”, przyznaje Jøran Moen.

turbulencja jest niemożliwa do zbadania stąd na Ziemi. Ponadto satelity znajdują się na orbicie zbyt wysoko w przestrzeni kosmicznej. Rozwiązaniem jest zatem pomiar turbulencji za pomocą rakiet. W ostatnich latach Moen wystrzelił szereg rakiet.

pojedyncza rakieta zwraca pomiary wzdłuż tylko jednej trajektorii.

“potrzebujemy pomiarów trójwymiarowych.”

aby to rozwiązać, Jøran Moen – we współpracy z NASA – odpali teraz cztery równoległe rakiety w tym samym czasie. Zostaną one uruchomione na przełomie 2018-2019 roku.

” co by zrobił Birkeland, gdyby dziś żył?”

” dużo o tym myślałem. Najprawdopodobniej kontynuowałby badania nad elektromagnetyzmem, ponieważ jest to dziedzina, która wciąż ma wiele zagadek do rozwiązania.”

” aby zrozumieć extosferę (ziemską atmosferę), musimy lepiej zrozumieć jej związek z atmosferą słoneczną. Wciąż brakuje nam zrozumienia słońca i wciąż nie możemy przewidzieć pogody w kosmosie. Kiedy to wszystko zrozumiemy, będziemy w stanie zrozumieć atmosferę na innych planetach”, podsumowuje Jøran Moen.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.