ビルケランド電流のモデリング①

「私たちは空に電気があることを知っていますが、それは何もしません!」と宇宙物理学者は言う

ドナルド・E・スコット氏と言えば、このブログでもたびたび紹介しているウォル・ソーンヒル氏と共に電気宇宙論を代表する物理学者です。サンダーボルトプロジェクトのスコット氏の著作「エレクトリック・スカイ」の序文を引用して、最初にスコット氏の紹介をします。

序文

近年、ブラックホール、中性子星、宇宙のひも、そしてダークエネルギーや不可視物質などの”発見”が話題になることがある。セーガンやホーキングをはじめとする天文学の人気作家を読めば、現代の天体物理学の概念がいかに複雑で、直感に反しているかがわかるだろう。それでも私は最近まで、天文学者や天体物理学者は自分たちが何を言っているのか分かっていると思い込んでいた。

しかし、今はそうではありません。

電気技術者である私が間違っていると思うようなことを宇宙物理学者が言い始めたとき、私は彼らの発表に重大な疑念を抱くようになった。しかし、その疑問が正当なものであるかどうか、私は悩んだ。私はアマチュア天文家ですが、専門は工学であり、天文学や宇宙論ではありません。

電気工学の博士号を取得した後、39年間、主要な大学で電気工学を教えていた。私が最も悩んだのは、宇宙物理学者が磁場について、私の中学生なら誰でもわかるような、まったく正しくないことを言い始めたときでした。

私の専門分野で明らかに間違っていることを宇宙物理学者が言っているのなら、自分たちの分野でも同じような間違いを犯しているのではないだろうか? 私は、現代の宇宙物理学者の発言とその背後にある理由をさらに調査し始めました。この本は、私がこの問題を掘り起こし始めたときに発見したことを記したものです。

前世紀に電気プラズマ研究所で得られた知識は、宇宙物理学で現在信じられている説明よりも、ほとんどの宇宙論的現象について洞察し、よりシンプルでエレガントで説得力のある説明をしていることが明らかになりつつあります。しかし、宇宙物理学者はそれを無視しようとしているようです。このように、宇宙論者は電気に関する基本的な概念を欠いたまま、気の遠くなるような数学の袋小路に入り込み、その過程で目に見えない存在(そのうちのいくつかは明らかに不可能である)を作り出してしまったのです。

私は、このような仮説、矛盾、代替的な説明を通して、関心を持つ一般の読者にとって明確で理解しやすい道を切り開いていこうとしたのです。私たちが問いかける答えは、ストレスがたまるほど複雑で難解なものではなく、むしろ論理的でわかりやすく、合理的なものであり、長い間待ち望まれていたものなのです。

このページの旅が有意義で、教育的で、おそらく刺激的で、そして何よりも目を見開かせるものになることを願っています。

この動画の内容は私にとっては理解が難しいものでした。というのは、電気やプラズマ現象の実験室での実習などの経験がある方、実際に扱っている方にとってはたやすく理解できることかもしれませんが、そのような実体験を持ち合わせてない私のような人にとっては講演の内容を頭の中でイメージしながら理解するのは難しいかもしれません。ですが、主流の宇宙物理学の現状がどうなっているのかはわかると思います。なぜか彼らは宇宙で電気の果たす役割を消そうとしています。
この動画はパート1で後編(翻訳予定)があります。
バークランド電流とフォースフリー電流
アーク放電とグローモード放電
プラズマのミニレクチャー
デヴィッド・タルボットの極軸整列

といった内容になります。
最後の「デヴィッド・タルボットの極軸整列」は次の記事を読まれることをお勧めします。

古代の空2

要旨
『エレクトリック・スカイ』の著者であるドナルド・スコットは、2014年11月14日から16日にかけてアリゾナ州フェニックスで開催されたEUワークショップで、ふたつの大きな発表を行った。
一つ目(この動画)は、宇宙空間で”極軸整列”がどのように形成されるかを詳述したもの。プラズマの電気現象に精通していないため、天文学者は通常、これらのハービッグ・ハロー天体を"ほとんど解明されていない"ものとしてリストアップしている。
二つ目の講演では、バークランド電流と逆回転シェルの関係を説明し、地球の円柱状のオーロラシートや土星の北極の”ハリケーン”のような極域現象がどのように形成されるかを紹介する。

ドナルド・E・スコット:バークランド電流のモデリング

中世のイタリアでは、旅回りの役者たちが”コメディア・デラルテ”(芸術家の喜劇)と呼ばれるものを上演し、人気を博していました。これは、風刺の効いたスケッチで、現代のシチュエーション・コメディの前身です。これらの劇の主人公は、純朴な善良な恋人たち、田舎者、そしてずる賢い使用人たちでした。
悪役は、強欲なベネチア商人、虚勢を張るスペイン人船長、威勢のいい"イル・ドットーレ(仮面を使用する即興演劇「コンメディア・デッラルテ」に登場する人物)“です。彼らは皆、地域のステレオタイプで、ベネチア商人やスペイン兵や大学教授をからかっていたのです。
イル・ドットーレはボローニャ出身で、そこで博士号を取得しました。ボローニャ大学は11世紀に設立されたことで有名ですが、その卒業生にしか博士号を与えず、その劇中でイル・ドットーレは瑣末なことを長々と大げさにゴチャゴチャと説明しながら音を出していました。
そしてそれは壮大な喜劇であり、また、象牙の塔で長い時間を過ごし、現実との接触を失った知識人に対する、現代のアメリカ人の疑心暗鬼の先駆けでもあったのです。だから今日、私たちはそのような人々を戯言ばかり言っていると呼びますが、この表現はそこからきています。
私にとっては、このレビューやエレクトリック・ユニバースで探求していることの興奮の大部分は、この”たわごと”の領域から抜け出して、より地に足の着いた自然哲学、観察に基づく自然科学、経験に基づく自然科学に戻ることであり、常識を少しばかり尊重することだと考えています。神話について聞いたことがありますが、ばかばかしい(不条理な)と思いました。
デイヴが示唆したように、私たちは現代のイル・ドットーレが、現実に即していない理論を支持するために、大げさな議論を展開するのを目の当たりにしてきました。そこで、この荒唐無稽なアイデアをいかに具体的で目に見えるものに結びつけるかを探求し続けたいと思います。そのためには、工学、電気工学、宇宙物理学の研究に時間を費やしてきた人物が最適です。では、最後にドン・スコットさんをお招きして、今夜の締めとさせていただきます。

ドナルド・E・スコット
ドナルド・E・スコット

こんばんは!
妻のアニスが話したように、私はもう何年もこの会議に来ています。数年前、ある会議でプロの天文学者が後ろ足で立ち上がって(特にスピーチを行うために直立して)こう言ったんです。
はい、はい、はい、私たちは空に電気があることを知っていますが、それは何もしません!

そして、少なくとも私が思うに、電気が何かをする、つまり、地球や宇宙のあらゆる天体にとって非常に重要で、歴史的にも重要なことをする、ということをいくつか説明したいと思います。

では、始めましょう。これは本当に最初の証明でした。この言葉は使いたくありませんが、空には本当に電気が流れていることを示す実質的な証拠があります。

ユリ型カスプ

クリスチャン・バークランド(ビルケランド)はノルウェー出身の科学者・探検家です。彼はノルウェーの北斜面にあるオーロラの下に出かけ、自分の理論、つまり北極光 Northern Lights、オーロラ Aurora Borealis やもちろん南極光 Aurora Australis(南天オーロラ)も電気的なものであることを示すデータを取ろうとしました。彼は、電流、荷電粒子が空からやってきて、この写真に写っている地球、カール・セーガンで有名な小さな青い点に降り注ぐと主張しました。

磁気圏には、私が”ユリ型カスプ”と呼んでいるものがありますが、バークランドは、電荷は太陽からやってきて、両極にある2つのカスプに対になって降り注ぐと主張しました。そして、彼は何年も天文学者たちから”それは非常識だ”と言われ続けました。そのうちの一人が、よく知られているように、あるとき質問されました。バークランドのアイデアや彼の理論は、あなたの仕事に何か影響を与えましたか?
シドニー・チャップマンが「いいえ、もちろんありません」と答えたそうです。

彼らはすべて間違っていました。そうなのです。第二次世界大戦直後に電離層にロケット探査機を送り込むことができた後、それらの電流を発見し、そこに存在することがわかりました。現在では、天文学者は、電離層に流れ込む電流を”カスプcusps”と呼んでいます。──バークランド電流というべきもので、私が話をするときは、それもバークランド電流として話しています。彼らはそれを好みません。フラックス・ロープ flux ropes とか、妖精のような表現がありますが、バークランドという言葉は使わないようにしようとしはじめています。

地球の北極
地球の北極

バークランド電流。蓮の漏斗の底を見ると、ぎゅっと凝縮されているのがわかります。電流はシース(さや)状、つまり同心円状に流れていて、そのシースの上を電流が行き来しています。一番下にあるのはもちろんオーロラで、古典的な天文学の人たちは……
私はそこにバークランド電流と書きましたが、ある天文学のサイトから入手した図自体には、バークランドという言葉は全くありません。

バークランド電流は複雑で、地球の昼側と夜側で作用が異なる
バークランド電流は複雑で、地球の昼側と夜側で作用が異なる

よく見ると、下にはペダーセン電流のことが書かれています。ちょうど今年2014年の初めに、銀河は実は糸 stringsでできている、繊細なストリングス(糸)でできているという発表がありました。私は、このストリングスは電流であり、この電流は電波望遠鏡で発見されたものだと主張しています。今、メモを見ていますが、コマ星団とアベル1367星団の間の326メガヘルツに、このような長いバークランド電流の列が実際に存在し、周囲の磁場の強さから、この電流の大きさが1019アンペアであると計算されています。

また、銀河を”糸”でつないでいる。
また、電流は銀河を”糸”でつないでいる

大きな電流は実際に存在し、銀河の中の星をつなぎ、銀河間空間でも銀河をつないでいます。私たちが見て、写真を撮ることができる電流は、非常にギザギザしていることもあれば、非常に美しいこともあります。

宇宙の電流はギザギザしていることもある。
宇宙の電流はギザギザしていることもある

私にはバレリーナのように見えますが、それはワインを飲み過ぎたせいかもしれません。でも、ある時はとてもまっすぐで、とても規則正しいのです。私はこれをバークランド電流(BC)とは呼びませんが、それは多くの人が私に反対するからです。私の親友の一人が反対しています。

理想的なBCは「磁場整列型」の電流である
理想的なBC(バークランド電流)は「磁場整列型」の電流である

バークランド電流とフォースフリー電流

私は、バークランド電流とフォースフリー force-free(力の働かない)電流は別物だと考えています。宇宙のフォースフリー電流は、乱れずに流れている電流ですが、どこにでもある電流は磁場をつくります。そうすると、空間の中のその電流は、それ自身が通らなければならない磁場を作ることになります。そうすれば、磁場は保証されます。ローレンツ力と呼ばれる力が発生します。これは電流密度と磁場の向きのクロス乗積(ふたつの別のベクトルの積であるベクトル)に依存します。

もし力があるとすれば、スクールバスに乗った子供たちが、パーティーや湖や大会などに連れて行こうとすると喧嘩して騒いでいる。たまりかねて、バスの運転手が優秀であれば、黙って後ろに座らせて静かにさせるのと同じことです。そんな風に、バークランド電流のひとつを考えています。

力の働かないバークランド電流 force-free Birkeland current とは、内部の応力やひずみ、力や押し引きがたわんだ(曲がる)状態のものです。自然界では、水は坂道を流れる、水は向かう、物事は放っておけば低いところに行く、というようなことがよく言われます。私の考えでは、このような宇宙の流れが、放っておかれることで起こっているのだと思います。

ゼロエネルギーではなく、力の働かない最小限のエネルギーに自らを落とし込む(縮小)のです。明らかに流れがありますから、力のない流れとは程遠い、非常に強力なバークランド電流です。しかし、最終的にはフォースフリー状態に落ち着きます。

フォースフリー電流は、電流密度と磁場から構成されていると言うべきでしょう。磁場と電流は同じ方向にあります。だから、電流といえば磁界のことであり、その逆もまた然りです。

ここで起こっているのは、ねじれたらせんを見ることです。磁場の成分は、電流と同じ方向に向かう軸方向のものと、回り込む方向のものがあります。それを研究した結果、私はあるモデルを思いつきました。残念ながら、私が考え出した自慢のモデルは、2、3日前に知ったのですが、スティグ・ルンドクヴィスト Stig Lundqvist という別の人がすでに導き出したものでした。スティグ・ルンドクヴィストは、スウェーデンのハンス・アルヴェーンの友人だったと思いますが、彼はこのフォースフリー電流のモデルを導き出しました。彼はこれをバークランド電流と呼びました。

フォースフリー電流のモデル

ここにあるのは、とても複雑な見た目ですが、赤い線、大きな線は、力、フォース、電流の方向と直行する磁場の力です。二つ目の曲線は、見えるかどうか分かりませんが、ここ(緑の線の左端の山)でピークを迎えています。
緑がかったものです。三つ目の曲線は忘れてください。何の意味もありませんが、この二つ目の曲線が回り込み磁場の強さです。

さて、複雑なアップダウンの中で、覚えておいてほしいことは? 覚えておいてほしいのは、赤い曲線、つまり電流の方向に沿った磁場の強さが、ゼロを通るところ(赤、左の0と交わるところ)です。

ご覧ください。私の老いた手首を安定させることができれば、これが電流の方向にある磁場のゼロです。この時点で、回り込み磁場は最大、あるいはそれにかなり近い状態になっています。最初のひとつは正確ではありませんが、残りのひとつは正確です。赤い曲線がゼロを通過するとき、緑の曲線は正または負の最大値になる。

では、どういうことでしょうか?
ここに2枚の写真がありますが、これが何を意味するのかを示しています。

青い磁場色、磁場色の矢印は磁場の関数で、電流の軸から遠ざかると、最初の絵は磁場がこのすぐ下、軸上、このすぐ上にあるように見えるものです。

青い磁場色、磁場色の矢印は磁場の関数で、電流の軸から遠ざかると、最初の絵は磁場がこのすぐ下、軸上、このすぐ上にあるように見えるものです。バークランド電流のほぼ中央にあります。まっすぐです。回り込み磁場はありません。

この写真では、赤いものがずっと上にあり、赤い曲線がずっと上にありますが、回り込み磁場はまだ始まっていないことを記憶にとどめてください。
それを少し引いて、さらに引いて、ステップ2のようにすると、回り込み成分が見え始め、直線成分が弱くなってきて、最終的には、ショット3とショット4の間のどこかで、回り込み磁場しかない地点に到達することがわかります。

実際、何が起こっているかというと、これ以上詳しく説明するのはやめときますが、ただし…… まあ言ってみれば、これでラッピングが起こるということがお分かりいただけたでしょうか。

電流密度, j

軸に近づくと、磁場は電流の方向にあり、それからねじれ始め、こちらに戻り始め、やがてあちらへ戻ります。そして実際、それはローマのファッシ(ファスケス、斧の周りに木の束を結びつけたもの)のように、電流の流れを四方八方から取り囲むことになります。

電流密度, j

古代ローマのファッシ、ファシストのシンボルです。それ自体はとても壊れやすく、とても柔らかくて、とても曲がりやすい葦の束を、全部一緒に押して、螺旋状に革で巻いて、立ち上がったら反対側に革で巻いて、こっち側に革で巻いて、反対側に革で巻いて、何度も繰り返すと、最終的には鉄骨と同じくらい強いものができあがります。

それが、少なくとも私には意味があることで、宇宙の電流を実際に見ることができる理由のひとつであると私は考えています。ステラ(恒星)ジェットと呼ばれるもので、ほぼ一直線に並んでいて、最後にコリメート(平行にする、一直線にする)されます。庭のホースのように吹き出すわけではありませんが、M86から出たものは5000光年の長さがあります。これは、宇宙空間に流れる単なる電流の流れです。このように、非常に不連続な半径とでもいいましょうか、そういうイメージです。

ラップアラウンドBフィールドは、軸からある半径の距離で方向が変わる。
これらの半径では、軸方向の磁場はゼロ値である。
ラップアラウンドBフィールドは、軸からある半径の距離で方向が変わる。
これらの半径では、軸方向の磁場はゼロ値である。

この数字は任意です。しかし、最初に出てくるのが、このようなものだということはおわかりいただけると思います。33で起こるものは、半径が33で、時計回りのスピンです。

次に、反時計回りに回転します。その次は時計回り。次に反時計回り、そして時計回り。この巻き方は、詳細は省きますが、フォースフリー電流の最も重要な特性のひとつだと思います。

フォースフリー電流には、物質の集中がありません。バークランド電流で見られるような、地球の北極に降りてくるときの二重のシース(鞘)ができないのです。ここではそういうことは起こりません。私の批判的な親友と私でさえ、同じことを言うと思いますが、フォースフリー電流の中では物質の分離もなければ、物質の集中もありません。しかし、物質集中を与えることができるのは、いわゆる有名な磁気ピンチやジーピンチ z-pinchです。また、Zピンチには別のタイプとして、シータピンチもあります。

磁気ピンチ効果
磁気ピンチ効果
これらは、宇宙電流に沿って周期的に発生することがある

そして何が起こるかというと、そこに書いてあるように、青が周回タイプの磁場、赤が恐らく電流と思われるものです。磁場が強くなれば、ベルトを締めるようなものです。締め付けるんです。締め付けて、締め付けて。そして最終的に、ここまで締め付けると、反作用が起こる可能性があります。

この絵は、ここに来たことがある人なら誰でも知っている有名な絵です。

アリ星雲とアルミ缶

私か誰か、ウォルか誰かがこれを貼ったのを見たことがあるはずです。左の画像は、リアルな天体画像です。アリ星雲です。よく知られていますね。

真ん中は、私が話していることがおとぎ話ではないことを示すものだと認識していただければと思います。このピンチ効果は本当に起こるのです。実験室で行われたのは、導電性のアルミ缶にとてつもなく大きな電流パルスを流し、電流を流すと、包み込むような磁場ができ、缶が圧迫されるというものです。

これはまさに、台所の蛇口から出る水流でも同じことができます。水中に電流を流すと、実際に水流を絞ることができます。

ここで私が見たものをお話ししましょう。もしかしたら、それを見て、さっきのバレリーナを見るような感じかもしれません。そうでなければいいのですが、本物だと思います。

このアリ星雲の写真を見ると、このような電流のひとつが見えますが、その上端では電流、プラズマはあまり見えません。なんだか、物事が見えないダークなモードになってきました。そして、その中心に近づくと、Zピンチの場所に近づくと、プラズマはより明るくなり、もちろん形も変わります。そして、それこそが、アリ星雲を起こすメカニズムであり、ペプシ缶を潰したものだと思います。つまり、宇宙の電流に乗ったZピンチがそうさせます。

もうひとつ図があります。

穏やかな強いピンチは電流に安定性を与える
穏やかな強いピンチは電流に安定性を与える
強いZピンチは、放電(短絡)を開始させることができる

これは、ある意味、それを示しています。つまり、Zピンチが比較的軽いピンチであれば、磁力線が発生して電流を保持し、安定させることができるということです。Zピンチが強ければ、放電や短絡を起こすことができます。ここで……
すみません、私は教授なので、話すたびにこのようなグラフをボードに貼らなければならないのです。

プラズマの動作モード
プラズマの動作モード
低圧放電管の電圧-電流密度特性

これは何かというと、プラズマの中にあるんです。ポイントを選びます。その、出口の標識がプラズマかどうかは分かりませんが、典型的な、あの標識のところに行ってみてください。ジョーズ Joe’s で食事と書いてある、あのネオンサインの中に入って、あのチューブの中心に入ると、プラズマの真ん中にいるんです。

プラズマの真ん中のどの地点でも、本当にふたつの重要な性質があります。ひとつは、電場がどうなっているかということです。つまり、単位電荷あたりの力が何であるかということです。

プラズマの真ん中に正イオンを置いたとします。このイオンにかかる力は何だろう?
強い力、高い電場なのか、低い力、低い電場なのか。それは…… 図の中のどこかの点を選んでください。

その端にある”n”という文字のようなものは、その点にかかる力、つまりその点でのプラズマの点は、ある種の中程度の力であることを表しています。それは、ここより上でもなく、ここより下でもないことです。

プラズマのどの点にも関連するもうひとつの重要な質または量は、電流密度です。つまり、あなたの近くで何アンペア、何アンペアがあなたの前を通過し、1平方メートルあたり何アンペアが通過しているのか、ということです。あらゆる断面単位面積。

プラズマの中をたくさんのアンペアが流れていて、プラズマがとても大きく、とても広いとしたら、それは電流密度がとても高いということではありません。断面積が大きければ、まあ、そこを絞らずにたくさんのアンペアを流すことができるわけです。電流の断面積が小さければ、当然、電流密度は高くなる。

で、その端っこの点を、こっちにくっつけたり、こっちにくっつけたりするんです。プラズマの動作モードは大きく分けて3つあります(今週末に試験があります)。

ダークモードは、見えません。地球の電離層はダークモードです。電波を跳ね返すことができるので、そこに電離層があることはわかりますが、目には見えません。

オーロラは別ですが、ダークモード dark mode から発光モード glow mode に切り替わると、光り輝き、実際に見ることができます。つまり、ダークモードのプラズマと発光モードのプラズマの違いは、単純に電流密度の違いだけなのです。ですから、もしこの中にたくさんの電流が流れていたら、漏斗の底で宇宙電流の電流断面が圧縮され、電流密度が上がります。そして、アリ星雲のようなものの中心も、アークモードにポンと入っていると私は考えています。この明るい星のようなアークは、もしかしたら星かもしれませんし、新しい星の宇宙での始まりかもしれません。

アーク放電とグローモード放電

ひとつ言っておきたいことがあります。ここにSAFIRE(電気太陽モデルの実験)の人がいるかどうかわかりませんが、このプラズマを見たけど、全然アークが見えないと言う人がいます。アーク放電がないんです。多くの人がアークという言葉を混同しています。

アークには2つの意味があります。ひとつはギザギザの稲妻、稲妻放電。アーク放電であることは事実です。しかし、すべてのアークが稲妻というわけではありません。

映画館の映写機(一般的な映画用カメラ)のアーク光を覗くと、2つの電極が合わさってアークが発生しています。その電極を引き離すと、稲妻のようなものではなく、一枚の炎のようなものができます。つまり、アーク放電は、その形状、稲妻の形をしているからアーク放電なのではありません。発光しているからアーク放電なのです。

アーク放電とグローモード放電の大きな違いは、アーク放電は電気アーク溶接をしたことがある人ならご存じでしょうが、大量の紫外線を放出することです。アーク溶接機がその典型例です。工具と加工対象物の間にある電気アーク溶接機を見てみると、稲妻ではありません。炎のシートみたいなものです。最高のアーク溶接機は、ガス溶接機のような形をしています。つまり、炎みたいなんです。

だから、プラズマを肉眼で見てはいけないし、グローモードだと思っても見てはいけないのです。絶対に肉眼で見てはいけません、紫外線対策が必要です。また、紫外線でプラズマかどうかを知りたい場合は、アークモードかグローモードか、紫外線を出しているかどうかを見てください。とにかく、このミニ講義は終わりです。

プラズマの動作モード
プラズマの動作モード

プラズマの動作モード
1 ダークモード:可視光の放射がない。例として、地球の電離層が挙げられる。
2 グローモード:例)ネオンサイン、地球のオーロラ、太陽のコロナ。
3 アークモード:アーク溶接機、稲妻、指からドアノブまでの火花。
4 負のスロープ(グロー領域とアーク領域の左側のように)によりフィラメントが発生する。

この図については、いろいろとお話しできることがあります。
興味深いのは、この図の4番目の部分です。この図のある部分には、負のスロープ(右下がり)と呼ばれるものがあります。これは正のスロープで、電流密度が高くなるにつれて上昇します。しかし、この中にあるのは負のスロープで、確かにアークモードでは、アークモードの初期には負のスロープがあります。

つまり、もしあなたがプラズマの中の粒子で、この矢印(右上の glow-to-arc transition)のところに座っているとしたら、何を感じますか? 自分の位置には何があるのか? 答えは、適度に高い電場です。ここ(右上の glow-to-arc transitionはかなり軸が高いですが、グローモードについては、特に電流密度が高いわけではありません。

そして、自分自身に、おや、私は押されるのが嫌だ、力がかかるのが嫌だ、と言います。水は坂を下るように流れていきます。だから、プラズマは、シュートをここ(右下)まで降りれば、押したり引いたりを減らすことができる、と言います。では、どうすればいいのでしょう?

左から右に移動して下に行き、私にかかる電界を減らし、電流密度を上げるんです。そうするつもり? どうやってプラズマの電流密度を下げるんだ? 電流密度を上げるんだ、高くなるだろ?

自動的というか、頭でっかちというか、頭がないんですが、フィラメントを作るんです。フィラメントをここに留めて、こことここにフィラメントを作れば、真ん中には何もないのに、どうしてここに領域を全部使って降りなければならないのかと。

ですから、このような場所でプラズマを見た場合、もしプラズマに負のスロープがあれば、フィラメントが形成されることが予想されます。稲妻がギザギザしているのは、フィラメントが形成されているからで、ここにフィラメントができるのは自然な傾向です。また、目に見えないダークモードとグローモードの間のブレークダウン(絶縁破壊)では、ここ(中央左、breakdown voltage[絶縁破壊電圧])にフィラメントが発生するのが自然な傾向です。

その典型的な例として、何があるか分かりますか? それは、太陽のコロナの外側の領域です。コロナの外側に行くほど、このような筋が見えますが、これは指が伸びているようなもので、そこで起こっていることです。

プラズマのミニレクチャー

それでは、プラズマのミニレクチャーです。なぜ、私はあなたにそれを経験させたのか? それは、少なくともこのようなピンチのひとつで起こることについて、私が考えていることを少しお話したいと思うからです。

赤い矢印で示した電流を上げると、Bフィールドが上昇し、ピンチが発生する可能性があります。

プラズマのミニレクチャー
プラズマフォーカス放電を開始。圧着部の両側で傘型放電に分かれる。

私は理想的なモデルとして、ペプシ缶のようにくしゃくしゃにするのではなく、この点からこの点までが円錐形になるように、ただくしゃくしゃにすると言っているのです。小さくなっているのがわかりますか?
そして、このピンチポイントを超えると、円錐が広がっていくのがわかりますか?

では、電荷が入ってくるとき、この電流がここ(水色の矢印)に入ってくるとき、何が起こっているのでしょうか。最小エネルギー電流、フォースフリー電流、フィールドアライン電流の場合、ダークモードになっている可能性があり、非常に静かで静止しており、何も見えないかもしれません。アリ星雲の端のほうを思い出してください。何も見えません。そのため、ダークモードプラズマの中に入って、円錐の最初の部分で何が起こっているのか、その断面を絞ると、同じ量の電流が流れているのかもしれません。

つまり、こっち(左端)の電流をこっち(右端)より多くすることはできないんです。電線なら、電線のどこで測っても電流は同じです。だから、電線を絞ると、絞ったところを通る電流は同じでも、電流密度が高くなります。

前のスライドでは、電流密度を上げるとプラズマがダークモードからグローモード、そしてアークモードへと変化し、円錐の下方に行くに従って、最終的に真ん中まで到達することができました。
(私が示唆するのは)これからお見せする写真のように、これがうまくいけばいいのですが、これがアークであり、アークモード放電です。そして、この圧着点の両側からアークモード放電、もっと言えばグローモード放電が起こっています。

水色で描いてみましたが、一対の傘のような、傘の形がくっついたような形に見えます。2本の魚雷を突き合わせて、お互いの先端をぶつけ合うようなものです。ほら、魚雷がこっちを回って、もう一つの魚雷というか傘というか、私よりも平和主義的な、傘の形をしたものがあっちを回っているんです。

そして、放電と導電性物質のシェルとの交点は、常に直角になります。電界は常に導体に直交して、まっすぐ入射します。このようには入ってきません、まっすぐに入ってきます。そこで、円錐の傾きに直交する青いカーブ(中央の下向きの太い矢印)を描いてみました。見えますか?

ここで起こることは、放電、この曲がった放電が左に向かって移動することです。なぜかというと、この点とこの点の間(中央、水色の線の間?)は、この点とこの点の間と同じ電圧なので、こことこのあたりの電界は、例えばこのあたり(外側の筒の真ん中に向かって折れ曲がり始めるあたり)まで放電を移動させた場合よりも高い、強い電界となるからです。それでも、放電は表面に対して垂直にやってきます。で、へえっということになる。

なぜ、そんな無駄話をするのか、なぜ、そんなに重要なのか。なぜかというと、これがZピンチで起こることだからです。これは、私たちが信じている重要なメカニズムです。私は確かにそう思っています。星が形成されるのは、その真ん中にあるクランチが…… 降着円盤ではありません。あそこにあるのは、表面が円のように見える円盤かもしれませんが、降着円盤ではありません。

ピンチで起こること
ピンチで起こること 激しい挟み込み(極端なピンチング)は、バークランド電流の層を短絡させる

これはZピンチ円盤で、圧縮はここから起こります。ですから、典型的な天文学者に、このようなピンチの中で何が起こっているのかと尋ねると、こう答えるでしょう。彼らはその存在を知っています。それが答えとして返ってきます。あの、後ろの方にも見ていただきたいのですが。そこにあるラベルが見えますか?
ブラックホール、降着円盤、磁力線と書いてあります。

標準的な命名法
標準的な術語[用語]体系

地形図に高度が一定の線がないのと同じように、磁力線というものは存在しません。とても便利なもので、使う人に多くの情報をもたらしてくれる、とても便利なものですが、実在するものではありません。現実的な意味に再定義してはいけません。

天文学者は磁力線でそれを行いました。磁力線の再接続について話すと、まるでそれが本当に存在するかのように、こっちのものを掴んで、こっちにくっつけて、一緒にしてしまうのです。そんなものはありません。ピノキオが弟とケンカしないか心配するようなものです。彼らは存在しないのだから。とにかく、本物がいるわけです。

デイブ・タルボットの好きな言葉に"アーキタイプ"というのがありますが、これが私の"アーキタイプ"です。

へびつかい座M2-9、惑星状星雲、双極性星雲
へびつかい座M2-9

それがアーキタイプのZピンチです。当たり前のことをいくつか指摘しますが、私が皆さんをまだ眠らせないでよく聞いていただければ、ここで言っていることを実感していただけると思います。

左下への道と右上への道が消えているのを見てください。そうです、そこのプラズマはダークモードになっているからです。しかし、ピンチに近づくにつれ、これを絞り始めると、プラズマの両端がグローモードにポップアップします。それで、この緑色のものが見えるわけです。

黒い縞模様が少なくなっています。プラズマ全体がグローモードになります。ここでは部分的にグローモードとダークモードがあるようです。
しかし、最終的にこの上(中央の明るい光の両側の暗い部分)では、すべてがグローモードになります。また、2つのシートが見えますが、ここにひとつのシース矢印、紫の輪)があり、その内側にシースがあります。

へびつかい座M2-9

バークランド電流の絵を思い出してください、ひとつのシース(鞘)の中にもうひとつのシースがあるのです。これと同じことが、ここでも両側で起こっているのです。

また、2つの傘状のものが重なっているのがわかると思います。傘状とは、放物体(放物面)のことでしょうか。魚雷がぶつかったとでも言えばいいのか。真ん中のもちょっと面白いですね。これと、これと、これと、これと、これを二重層と呼びます。(4個の白い雲のようなもの)

へびつかい座M2-9

二重層は、非常に大量の電流が流れる条件下で起こるプラズマ現象で、このような構成の場合、中心部の電流が最も大きく、外側のシェルでは電流が少なくなっていきます。

とにかく、これは別の写真ですが、これは、もっと時間があれば、私が主張する、集中した物質のシェルの作り方についてお話したいのですが、私の友人はきっと私に反対するでしょう。しかし、私が主張するのは、このもの、このフォースフリー、フィールドに沿った電流を絞ると、それに何をするのか、ということです。

電流密度を上げているんです。電流密度を増やせば、絞るのではなく電流を増やすのと本当に同じことです。そうすると、ローレンツ力の法則によって、物質がこのような領域からこのような領域へと移動することを示すことができます。

BCチャンネルが狭くなっているところ
BCチャンネルが狭くなっているところ
同じ電流量(アンペア)でも断面積が小さくなるため、電流密度jが増加する

黒い矢印と(時計の)3時の水平面に沿って、物質が移動する方向が示されています。このような物質の集中は、フォースフリー電流では起こりません。しかし、私は、フォースフリー電流をバークランド電流に絞ると、このような現象が起こるのではないかと思っています。

というのは、私たちはバークランド電流の写真を見ているので、それがどのようなものか知っています。あの写真をご覧になったと思いますが、あの最後の写真はミンコフスキー2-9という天体だったと思います。あれは惑星状星雲です。ミンコフスキーといってもミンコフスキー空間のミンコフスキーではなく、別のもっと若い人で天文学者です。

いずれにせよ、典型的な天文学者からはそう言われるでしょう、OK。彼らは、電圧、電場、電流密度など、電気的な種類を一切拒否するのです。ふう! 彼らは、バウショック(弧状衝撃波)、はしご段、ワイングラスの放物線、双曲線の円弧について話しています。放物線状の円弧が、どのようにして双曲線状の円弧に変化するのか?

弧状衝撃波、はしご段、ワイングラス(放物線)、双曲線弧、ブルーハロー、渦、塵円盤、8の字型  ハロー◆星の集まりおよびその周辺の光を発する物質から構成される薄い円盤状の構造

よくわからないのですが、そこまで厳密に測定した人はいないと思うのですが…… そして、もちろん、全体の真ん中に、私のアーク放電の代わりに、ダストディスクがあります。それらは、降着円盤を自分たちの本当の想像の産物として手放さないでしょう。それはすべてゴミで、何一つ存在しない。

すべて電気的なもので、この奥に見えるのは確かに渦かもしれませんが、流体力学的な渦ではなく、電気的な渦です。天文学者からZピンチを調べるとそうなるわけです。これは、これが本当に機能するという事実を示す最も良い例のひとつだと思います。

複数のピンチがあるBC
複数のピンチがあるBC

これは電流で、明らかに複数のZピンチに苦しんでいます。このうちのひとつを発見したとき、この天体のひとつを発見したとき、2人の天文学者がいました。彼らの名前はハービッグとハローです。それで、彼らはこのことで手柄を立て、天体と呼び、今では複数存在するようになりました。ハービッグ・ハロー天体。これはハービッグ・ハローの111番の天体で、周期的なZピンチがあることが分かります。

トニー・ペラットはこれを”ソーセージの不安定性”と呼んでいますが、これは周期的に起こるものだからです。電気技術者で送電線を研究したことがある人なら、送電線にパルスが往復していることをご存知でしょう。それが制御不能になり、アメリカ北東部の停電が時々起こります。その典型的な例だと思います。これは大きな送電線のようなもので、いろいろな種類のパルスがあり、そのパルスが集まってくると、そこでZピンチが発生し、ジェットの端から端まで周期的に発生します。

これはその写真ですが、実際に動いているのがわかります。この一連の写真は1994年から1998年にかけて撮影されたもので、4年間でこれだけ動いたということです。

HH111

デヴィッド・タルボットの極軸整列

ですから、デイブ・タルボットが最初にこの極配置、つまりたくさんの惑星が一列に並んでいるというアイデアを思いついた時、天文学者たちは笑い転げましたよ。それはとても愚かなことで、誰かが、シシカバブの惑星のように一列に並んだ物体の安定した配置を考えるなんて想像もつかなかったのです。これがシシカバブです。

これは現実のもので、手前のものが少し膨らんでいるのがわかると思いますが、そのまま進みますが、動きます。このほかにもたくさんあります。つまり、これは原始星が基本的に一列に並んでいる一団です。

このように、この構成は確かに安定しており、存在しうるということです。中心星(太陽)の周りを円形に回る星は必要ありません。何であれ、存在するためには。

これは別のもので、その番号はHH34です。

HH34

他にもあるんでしょうね、何個も何個も何個もあるんです。それらはすべて、最初に発見されたときに天文学者によって設定されたさまざまなスキャンを見たものです。

NASAにこのHH111の説明を求めに行くと、こうなります。これはNASAのアーティストが描いたハービッグ・ハロー111のイメージ図です。この右側のものです。

HH111の多重星系

これがそうだと思われているのです。もちろん降着円盤もありますし、ダストのトーラスもありますし、電気的なものはありません。とにかく、20年前には考えられなかったようなことが起きているのです。

原始星、二面ジェット

現在、宇宙にはこのようなものがたくさんあります。星座はひとつだけですが、そのひとつひとつにハービッグ・ハロー天体というラベルが付けられています。それを大きな視野で見ると、ピンボールが並んでいるのが見えます。

宇宙のある領域では、このような天体が大量にあるようだ。

宇宙のある領域では、このような天体が大量にあるようだ。完全に安定した配置の天体が並んでいる。

Zピンチで何が起こるか、通常のZピンチで何が起こるかを示す、私が見つけた最高の図があります。もし私がこれを描くとしたら、この紫の線は青の下を回って下に続き、上に戻ってきます。そしてこれが私の傘状の表面のひとつになります。何を言っているかわかりますか?

バークランドピンチの放電とZピンチの放電

この紫は、上から上がってきて、またここに戻ってきます。これが、私が思うに、あの青い、中央の、ほとんど球体のようなものが、どのように形成されるかということです。

これらの円弧が重なっています。バークランドピンチの放電とZピンチの放電です。これは送られてきた写真ですが、組み合わせですね、私はちょっとごまかしました。その写真の半分がIBEXミッションから送られてきたものです。

写真の右半分がIBEXミッションから送られてきたもの

IBEXミッションは星間境界探査機で、彼らは、我々の太陽、真ん中の小さな小さな点が中心である、球状のものを確かに発見したと主張しています、それは痕跡であり、その痕跡の写真を撮りました。

さて、カメラを回してもう一方の尾を探したかどうか、それはもちろんこの下にある尾なのですが、それはわかりません。そこで、これはちょっとズルをしてみました。この絵の上半分を複製して逆さまにして下に貼り付けたのは、そういうことだと思うからです。そして、それはいずれ見つかると思います。しかし、今のところIBEXでは上の部分しか見つかっていません。

ウォル・ソーンヒルと私はとても仲が良いので、臆することなく彼からこの絵を盗みました。彼が作った絵ですが、ご覧の通り、多少の違いはありますが、大きな違いはありません。

太陽の環境
太陽の環境

もしこれをもう一度描くとしたら、これはもっと放物線を描いて出てくるようにし、こちらは上部を回ってきて放物線を描いて戻ってくるようにします。この辺り(太陽の両脇の丸い雲状のもの、右)がどこかは分かりませんが、存在することは確かです。これはIBEXが発見したものです。IBEXは、太陽系の平面上に、電子が太陽イオンと結合して形成される重い濃度が存在することを発見しました。それ(太陽の両脇の丸い雲状のもの、左)は何なのか、正しく言うと、それは何なのか。励起核原子です。中性原子ですね。と言いましたが、どこがeなのかが気になるところですが、興奮すると思います。とにかく、これはプラズマチューブの中で起こっていることと同じです。

プラズマ放電では、こちらに陽極、こちらに陰極があり、イオンが一方向に、電子がもう一方向に進みます。ちょっと考えてみてください。あなたはイオンで、このプラズマ放電の真ん中にいます。あなたは、どちらに、行くつもりですか?
私は陰極 cathode に向かうつもりです。それは陰極がマイナスで、あなたはプラスだからです。マイナスとプラスは引き合うから、そっちに行きたい。陽極 anode に行きたがらない、彼もプラスだから、反発する。だから、あなたはそこで叫びながら、イオンとして陰極に向かいます。陰極まで行くとどうなるのでしょうか?

この先はイオン禁止という表示があります。イオンは電線に入り込めないからです。イオンはプラズマチューブの中で生きたり死んだりするのです。電子は電線の中を通るので、もし電子がこの道を下っていくと、陽極に入り、電線の中を通り、電源を通って再び陰極に戻り、プラズマチューブの中に入っていきます。しかし、イオンは停止しなければならず、停止すると電子と再結合して中性になります。これが彼らの発見です。励起された中性原子の集まりが、束になる(一団となる)んです。

IBEXミッションの研究者の一人が言うには、パンケーキにメープルシロップをかけるようなものだそうです。そうすると、メープルシロップが少しずつ積み重なって、最終的には積み重ねた大きさ以上にしみ出てきます。そして、この辺り(右端の図)で見られるのは、もちろん、これとこれは円の一部です。ちょうど断面がそうなっていますね。

つまり、ここで見ているのはメープルシロップの積み重ねですが、プラズマ放電管と全く同じ働きをします。そしてとにかく、ウォルはここ(右端の図)にも載せています。これらの写真はZピンチの写真で、デビッドがこのあたりの点のあるネックレスの話をしたのを覚えていますか?

これは、プラズマがフィラメントを形成している過程の例です。プラズマのシートではなく、個々のフィラメント。太陽と太陽系、つまり土星、地球、火星、金星を含まない元の太陽系には、天王星や海王星、木星も含まれていましたが、本当のところは誰も知りません。しかし、これが星を形成しています。これは、その星ができるプロセスであり、降着円盤では起こりえないことです。これは天文学者からよく聞く話です。その後、彼らはバウショック(弧状衝撃波)など存在しないことに気づきました。

弧状衝撃波、ヘリオポーズ、ヘリオシース、終端衝撃 太陽

前のスライドで見たものは、もちろん電気的なものだとは認めていませんが、形状がほとんど同じであることは認めています。IBEXミッションが発見した、IBEXリングです。あのリング状に積み重なったENAがそれです。

IBEXは、太陽圏を取り囲む励起中性原子(ENA)のリングを確認した。

IBEXは、太陽圏を取り囲む励起中性原子(ENA)のリングを確認した。これは、プラズマ放電管の陰極の前で+イオンが再結合するのに似ている。

これは、太陽圏を取り囲む励起された中性原子です。これは、放電管で見るのと非常によく似ていると申し上げました。エキサイティングで、動いていて、熱い。動きが激しい。あちこちで叩かれているのです。ただ穏やかなだけではありません。標準的な説明では、Zピンチの議論は省略されています。当たらずとも遠からずといったところでしょうか。何が起こるか、どう降りてくるか、途中で何が起こるかを見てください。少しずつ絵が見えてきているようですが、もちろん電気的なものではありません。

これをリテンションリングと呼びます。

これをリテンションリングと呼びます。標準的な記述ではZピンチの議論は省略されているが、彼らは正しいことに近づいている。

このことは、太陽の太陽圏が同じようなZピンチによって形成されている可能性を示唆しています。今言ったように、放物線状の円弧は、2つのキスするツェッペリンや交差する傘のようなものだと勝手に想像して描いてみました。この全体をスケールアップすることを考えてみてください。

これらのことは、私たちの太陽の太陽圏が、同様のZピンチによって形成されている可能性を示唆している。

これらのことは、私たちの太陽の太陽圏が、同様のZピンチによって形成されている可能性を示唆している。私たちの場合は、プラズマのパラボラ(オーバーオールBCの両側)が暗黒モードになっていることが例外です。

これが私たちの星、太陽が作られた方法かもしれませんし、すべての太陽が作られる方法かもしれません。でも、もっと大きくすると、あの銀河系もそうやって作られたのかも? そうである可能性は十分にあります。あの銀河はひも string(糸状のもの)でつながっていると言いましたが、さて……

幽霊のような泡の写真

これは、皆さんも見たことがある、幽霊のような泡の写真です。

私たちの銀河の "幽霊ガンマ線"

私たちの銀河の “幽霊ガンマ線"。2010年に発見されたガンマ線バブル。2012年、フェルミ望遠鏡で発見されたガンマ線ビーム。 

電気宇宙では、神秘的とか、暗いとか、幽霊のようだとかいう言葉は使いません。それはNASAの言葉です。これは幽霊のようなガンマ線です。フェルミ・ガンマ線望遠鏡によって発見され、そこに存在しています。私もそうかもしれませんが、あまりに早く通り過ぎてしまいました。その上に幽霊のような泡を重ね合わせたのが、私の自慢のようなものです。それは理にかなっている、とても理にかなっています。最後に、幽霊のようなガンマ線それ自体もあります。これは私たちが銀河系を見ることができないので、アーティストが……銀河の外に出て、銀河がどのように見えるかを見ることはできませんが、おそらくほとんどそのように見えると思います。

もうひとつ、彼らが得意とすることがあります。天の川の中心はどこですか。

天の川銀河の中心、銀河系
天の川銀河の中心、銀河系

もう一度言いますが、これを本当に信じろとは言いませんが、もしかしたら、これはZピンチではないでしょうか? 左上で、傘の形が外に出ているのが見えますか? 右下には何も見えませんが、NASAや他の天文機関の話を聞くと、宇宙の中心にはブラックホールがあると言います。

でも、申し訳ないですが、私にはブラックホールには見えません。それに、ブラックホールなんて見えないのに、どうしてわかるんでしょうね? とにかく、これが中心にあるものなのかもしれません。ピンチを示唆しているのでしょうか? と思うのですが、とにかく、ブラックホールは見えないので、ブラックホールではありません。これは、デイブがこの会議の宣伝に使った写真だと思います。これは実際の画像で、天の川銀河の中心と思われる方向で撮影されたものです。

天の川の銀河系中心に超巨大ブラックホールが存在することを裏付ける強い証拠がある。

NASAによると、天の川の銀河系中心に超巨大ブラックホールが存在することを裏付ける強い証拠がある。

NASAによると、この中心の右側に大きな証拠があるそうです。天の川銀河の中心には、超巨大ブラックホールがあり、そうでなければ形成されなかったと。お好きなようにどうぞ。でも、とにかく、次のディスカッションではもっといろいろなことをお話ししますよ。
どうもありがとうございました。

──おわり
  
最後までお読みいただき、ありがとうございました。

Posted by kiyo.I