ザ・サンダーボルツ勝手連 [Inside the Aurorae オーロラの中]
[Inside the Aurorae オーロラの中]
オーロラ・ボレアリス。
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Sep 07, 2009
極域オーロラの電気的バークランド電流の説明に対する抵抗の長い歴史があります。 今、疑いの余地はありません。
それらを経験したことがない人に説明すると、オーロラは、極北および南緯の空に対して、または空の下で見られる変動する光の兆候で構成されています。
これらのきらめく光は、拡散パッチまたは踊るストリーマー、跳ねる弧、シフトする光線、そして非常に多くの場合、感じられない風に揺れるように見える一時的な吊り下げ式のカーテンの形をとることができます。
自然現象の中で最も壮大なものの1つであるこれらのライトは、赤、黄、緑、青、そして、紫のさまざまな色合いで表示されます。
彼らの絶え間なく変化するきらびやかな振る舞いの速さは、彼らを静止画で捉えることを困難な主題にします。
しかし、彼らの生き物そっくりの性質は、人間の想像力を捕らえて離しません。
やがて、オーロラ、つまりオーロラがコンパスの読み取りを妨害する傾向があることが明らかになりました、これは、ナビゲーションにとって脅威となった状況です。
1740年、彼にちなんで名付けられた摂氏スケールの発明者であるアンデルスセルシウスは、すでにオーロラを電磁現象として解釈していました、彼もまた、スウェーデンのウプサラの上空にオーロラが現れるたびに、机の上の大きなコンパスの針の向きが変わることに繰り返し気づきました。
彼の義理の兄弟であるオラフ・ピーター・ヒオルターもそうしました、彼は1741年から1742年まで一年中、ライトが現れるたびにコンパスの針が故障するのを観察していました。
1861年、ベンジャミン・マーシュはまた、「オーロラ・ストリーマーが電気の流れであることを示すために努力しました、これは、大気の上部から始まり、その基部を通過する磁気曲線を上向きにたどり、「大気の限界をはるかに超えて」到達します。
そして再び1883年、フィンランドの教授であるセリム・レムストロンは、彼がオーロラと電気的活動の間に存在すると推定した関係を報告しました。
彼は、フィンランドのクルタラ近くの丘の上に設置した広大な電気機器を介して、地上400フィートまで伸びる「低レベルのオーロラ」を人工的に製造することでこれを達成しました。
当時、これは「オーロラの性質を大規模に再現することに成功した唯一の既知の実験」と考えられていました。
それでも、電気的であろうとなかろうと、これらのきらめく光を実際に引き起こしたのは何であるかを誰もまだ発見できていませんでした。
この新しい候補者は、ノルウェーのクリスチャン・オラフ・バークランド(1867-1917)でした、これは、先ほど言及する機会がありました。
後にオスロに名前を変更したクリスチャン州の彼の基地から、バークランドは彼の人生の大部分を献身的なオーロラ・ボレアリスの集中的な調査に捧げました。
彼の人生のこの期間中に、彼は、現象を直接研究できるようにするために、遠方の氷の地域に遠征隊を配置し、急な岩山に計器とサバイバル機器をカートに入れ、最も悲惨な天候の中でキャンプを設置しました。
彼のキャリアの早い段階で電磁気学の指導を受けていたので、彼もオーロラの作成に対する電磁的解決策を模索したことは驚くべきことではありません。
この中で彼は、ガス放電管内の陰極線を磁石で偏向させることができることを確立したイギリスのウィリアム・クルックスの仕事にさらに動機付けられました。
したがって、バークランドは、電子ではないかと疑いました
—これが陰極線の実際の量が
—太陽によって地球に向かって放出される可能性があるのではないか。
もしそのような電子が地球の磁場によって捕らえられることができれば、彼はそれらが極に向けられる可能性があると推論しました。
これらの電子が上層大気を通って流れたとき、実験室の放電管で見られるように、それらは輝きさえしないでしょうか?
それがバークランドの理論の核心であったが、それは、彼の科学者の仲間達のほぼ全員が論外だと笑い飛ばしました。
長い目で見ればほとんど何も救われなかった1つの救いの恵みは、英国の物理学者シドニー・チャップマンによる彼の理論の受け入れでした。
しかし、これでも長くは続きませんでした。
太陽から流れる電流は不可能であると他の人から警告されたので、チャップマンは、バークランドの彼の推測を間違っていると宣言することになりました。
さらに後で、ハンス・アルヴェーンがバークランドのテレラ実験を彼の方法で複製することになったとき、チャップマンは考えを変えることを拒否した。
彼の人生の最後の日を黄道光の研究に費やした後、バークランドは実験室での長時間の実験中に吸入された水銀中毒で死亡したと言う人もいます。
ほとんどの人は、彼が50歳で、「彼の理論に対する厳しい反応に失望し、精神と知性を失った。」ために亡くなったことに同意します。
バークランドの主張が立証されるまでに44年が経過しなければなりませんでした。
それはすべて、1961年に月に向かう途中で、ソビエトのルナ2号宇宙船が太陽から流れる電気粒子の流れに遭遇したときに始まりました。
しかし、西側の科学者たちは、手に負えないほど信頼できないものと見なすようなソビエトのデータの証拠を受け入れることに非常に消極的でした。
しかし、翌年、NASAのマリナー2号宇宙船に搭載された機器によって、金星に向かう途中で「毎秒300〜700キロメートルの速度で」移動する同じ「帯電ガス」の流れが記録されました。
これは、後に「太陽風」と呼ばれるものの最初の兆候でした。
さらなる証拠は、1966年に米国海軍のナビゲーション人工衛星によって収集されました、この人工衛星は、地球の極域を通過するほぼすべてのパスで磁気擾乱を一貫して記録していました。
「1967年以来、科学者たちはオーロラなどの現象に関連する人工衛星データを調べ、バークランドの非常に予言的な理論を再発見し、彼の研究を完全に再評価してきました。
今日、彼は、理論的、観察的、実験的証拠に裏付けられた、オーロラの本質的に正しい説明を提案した最初の科学者として認められています。」
いわゆる太陽風の相互作用を介して地球に到達する垂直電流は、1967年に、アレックス・デスラーによって「バークランド電流」として指定されました。
彼らが今理解しているように、バークランド電流は、実験室での実験で生成できるらせん状プラズマを構成しますが、それはまた、広大な宇宙の広大な距離に広がる可能性があります。
最近発見されたこのような銀河系のバークランド電流は、二重らせん星雲と呼ばれています、これは、残念ながら、ねじれた磁気フラックスチューブとして説明されています。
しかし、ドナルド・スコットが示したように、それは「プラズマ中の一対のらせん状電流フィラメントとして明らかに見ることができます」。
それにもかかわらず、ルーシー・イアゴが指摘したように、「彼の理論の拒絶は、おそらく半世紀近くの間、地磁気とオーロラの物理学の進歩を遅らせた」。
Contributed by Michael Armstrong マイケル・アームストロングによる寄稿
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Sep 07, 2009
There has been a long history of resistance to the electrical Birkeland current explanation for polar aurorae. Now there should be no doubt.
極域オーロラの電気的バークランド電流の説明に対する抵抗の長い歴史があります。 今、疑いの余地はありません。
For those who have never experienced them, auroras consist of fluctuating light manifestations seen against or below the sky in the extreme north--and southern latitudes.
それらを経験したことがない人に説明すると、オーロラは、極北および南緯の空に対して、または空の下で見られる変動する光の兆候で構成されています。
These scintillating lights can take the form of diffuse patches or dancing streamers, bouncing arcs, shifting rays and, quite often, ephemeral hanging draperies which seem to sway in an unfelt wind.
これらのきらめく光は、拡散パッチまたは踊るストリーマー、跳ねる弧、シフトする光線、そして非常に多くの場合、感じられない風に揺れるように見える一時的な吊り下げ式のカーテンの形をとることができます。
One of the most magnificent, if somewhat eerie, of natural phenomena, these lights can, and do, appear in varying shades of red, yellow, green, blue and purple.
自然現象の中で最も壮大なものの1つであるこれらのライトは、赤、黄、緑、青、そして、紫のさまざまな色合いで表示されます。
The rapidity of their ever changing glittering behavior makes them a difficult subject to capture in still photography.
彼らの絶え間なく変化するきらびやかな振る舞いの速さは、彼らを静止画で捉えることを困難な主題にします。
Their life-like nature, however, could not but capture man's imagination.
しかし、彼らの生き物そっくりの性質は、人間の想像力を捕らえて離しません。
Eventually it became quite evident that the aurora borealis, or northern lights, had a tendency to disrupt compass readings, a situation which had become something of a threat to navigation.
やがて、オーロラ、つまりオーロラがコンパスの読み取りを妨害する傾向があることが明らかになりました、これは、ナビゲーションにとって脅威となった状況です。
In 1740, Anders Celsius, the inventor of the centigrade scale named after him, had already interpreted the aurora as an electromagnetic phenomenon when he, too, repeatedly noticed that a big compass needle on his desk changed its orientation every time an aurora appeared in the sky above Uppsala, Sweden.
1740年、彼にちなんで名付けられた摂氏スケールの発明者であるアンデルスセルシウスは、すでにオーロラを電磁現象として解釈していました、彼もまた、スウェーデンのウプサラの上空にオーロラが現れるたびに、机の上の大きなコンパスの針の向きが変わることに繰り返し気づきました。
So did his brother-in-law, Olaf Peter Hiorter, who spent the entire year between 1741 and 1742 observing compass needles going awry at each appearance of the lights.
彼の義理の兄弟であるオラフ・ピーター・ヒオルターもそうしました、彼は1741年から1742年まで一年中、ライトが現れるたびにコンパスの針が故障するのを観察していました。
In 1861, Benjamin Marsh also "endeavored to show that an auroral streamer is a current of electricity which, originating in the upper portions of [the] atmosphere and following upward the magnetic curve which passes through its base" reaches "far beyond the supposed to limits of the atmosphere."
1861年、ベンジャミン・マーシュはまた、「オーロラ・ストリーマーが電気の流れであることを示すために努力しました、これは、大気の上部から始まり、その基部を通過する磁気曲線を上向きにたどり、「大気の限界をはるかに超えて」到達します。
And again in 1883, Selim Lemstron, a professor from Finland, reported the relationships he had presumed to exist between auroras and electrical activity.
そして再び1883年、フィンランドの教授であるセリム・レムストロンは、彼がオーロラと電気的活動の間に存在すると推定した関係を報告しました。
He accomplished this by artificially producing a "low-level aurora" that stretched to 400 feet above ground through a vast electrical apparatus he installed on top of a hill near Kultala, Finland.
彼は、フィンランドのクルタラ近くの丘の上に設置した広大な電気機器を介して、地上400フィートまで伸びる「低レベルのオーロラ」を人工的に製造することでこれを達成しました。
At the time, this was considered "the only known experiment that successfully reproduced the properties of the aurora on a large scale."
当時、これは「オーロラの性質を大規模に再現することに成功した唯一の既知の実験」と考えられていました。
Yet even so, electrical or otherwise, no one had yet managed to discover what it was that actually caused these scintillating lights.
それでも、電気的であろうとなかろうと、これらのきらめく光を実際に引き起こしたのは何であるかを誰もまだ発見できていませんでした。
This new contender was the Norwegian Kristian Olaf Birkeland (1867-1917), whom we have had occasion to mention earlier in passing.
この新しい候補者は、ノルウェーのクリスチャン・オラフ・バークランド(1867-1917)でした、これは、先ほど言及する機会がありました。
From his base in Christiania, later renamed Oslo, Birkeland devoted a great portion of his life to an intensive investigation of the baffling aurora borealis.
後にオスロに名前を変更したクリスチャン州の彼の基地から、バークランドは彼の人生の大部分を献身的なオーロラ・ボレアリスの集中的な調査に捧げました。
During this period of his life he mounted expeditions to remote icy regions, carting instruments and survival equipment up steep crags, setting up camps in the most dismal of weathers, in order to be able to study the phenomenon at first hand.
彼の人生のこの期間中に、彼は、現象を直接研究できるようにするために、遠方の氷の地域に遠征隊を配置し、急な岩山に計器とサバイバル機器をカートに入れ、最も悲惨な天候の中でキャンプを設置しました。
Having been instructed in electromagnetism early in his career, it is not surprising that he, too, sought an electromagnetic solution to the creation of the auroras.
彼のキャリアの早い段階で電磁気学の指導を受けていたので、彼もオーロラの作成に対する電磁的解決策を模索したことは驚くべきことではありません。
In this he was additionally motivated by the work of William Crookes in England who had established that cathode rays in gas-discharge tubes can be deflected by a magnet.
この中で彼は、ガス放電管内の陰極線を磁石で偏向させることができることを確立したイギリスのウィリアム・クルックスの仕事にさらに動機付けられました。
Birkeland therefore wondered whether electrons
—which is what cathode rays really amount to
—could be ejected by the Sun toward Earth.
したがって、バークランドは、電子ではないかと疑いました
—これが陰極線の実際の量が
—太陽によって地球に向かって放出される可能性があるのではないか。
If such electrons could be captured by Earth's magnetic field, he reasoned, chances were they would be directed toward the poles.
もしそのような電子が地球の磁場によって捕らえられることができれば、彼はそれらが極に向けられる可能性があると推論しました。
As these electrons flowed through the upper atmosphere might they not even glow just as could be seen in laboratory discharge-tubes?
これらの電子が上層大気を通って流れたとき、実験室の放電管で見られるように、それらは輝きさえしないでしょうか?
That was the kernel of Birkeland's theory, which was laughed out of court by just about every one of his scientific colleagues.
それがバークランドの理論の核心であったが、それは、彼の科学者の仲間達のほぼ全員が論外だと笑い飛ばしました。
One saving grace, which in the long run saved just about nothing was the acceptance of his theory by the English physicist Sydney Chapman.
長い目で見ればほとんど何も救われなかった1つの救いの恵みは、英国の物理学者シドニー・チャップマンによる彼の理論の受け入れでした。
But even this did not last long.
しかし、これでも長くは続きませんでした。
Having been warned by others that an electric current flowing from Sun was an impossibility, Chapman ended up declaring Birkeland wrong in his assumptions.
太陽から流れる電流は不可能であると他の人から警告されたので、チャップマンは、バークランドの彼の推測を間違っていると宣言することになりました。
Even later, when Hannes Alfven went out of his way in replicating Birkeland's terella experiments for him, Chapman refused to change his mind.
さらに後で、ハンス・アルヴェーンがバークランドのテレラ実験を彼の方法で複製することになったとき、チャップマンは考えを変えることを拒否した。
Having spent the final days of his life in a study of the zodiacal light, some say Birkeland died of mercury poisoning inhaled during his long hours in laboratory experimentation.
彼の人生の最後の日を黄道光の研究に費やした後、バークランドは実験室での長時間の実験中に吸入された水銀中毒で死亡したと言う人もいます。
Most agree that he died, at the age of fifty, "broken in spirit and in intellect, disheartened by the harsh reaction to his theory."
ほとんどの人は、彼が50歳で、「彼の理論に対する厳しい反応に失望し、精神と知性を失った。」ために亡くなったことに同意します。
Forty-four years had to pass before Birkeland could be vindicated.
バークランドの主張が立証されるまでに44年が経過しなければなりませんでした。
It all started in 1961 when, on its way to the Moon, the Soviet Lunik 2 spacecraft encountered a stream of electric particles flowing from the Sun.
それはすべて、1961年に月に向かう途中で、ソビエトのルナ2号宇宙船が太陽から流れる電気粒子の流れに遭遇したときに始まりました。
But so reluctant were western scientists in accepting such evidence that they branded the Soviet data unreliable out of hand.
しかし、西側の科学者たちは、手に負えないほど信頼できないものと見なすようなソビエトのデータの証拠を受け入れることに非常に消極的でした。
The following year, however, the same stream of "electrified gas," traveling "at speeds ranging from 300 to 700 kilometers a second," was recorded by the instruments aboard NASA's Mariner II spacecraft while on its way to Venus.
しかし、翌年、NASAのマリナー2号宇宙船に搭載された機器によって、金星に向かう途中で「毎秒300〜700キロメートルの速度で」移動する同じ「帯電ガス」の流れが記録されました。
It was the first indication of what was later termed the "solar wind."
これは、後に「太陽風」と呼ばれるものの最初の兆候でした。
Further evidence was collected in 1966 by a U.S. Navy navigation satellite which consistently recorded magnetic disturbances on almost every pass it made over Earth's polar regions.
さらなる証拠は、1966年に米国海軍のナビゲーション人工衛星によって収集されました、この人工衛星は、地球の極域を通過するほぼすべてのパスで磁気擾乱を一貫して記録していました。
"Since 1967 scientists have been looking at the satellite data in relation to phenomena such as the Northern Lights, rediscovering Birkeland's extraordinarily prophetic theories and completely reassessing his work.
「1967年以来、科学者たちはオーロラなどの現象に関連する人工衛星データを調べ、バークランドの非常に予言的な理論を再発見し、彼の研究を完全に再評価してきました。
Today, he is credited as the first scientist to propose an essentially correct explanation of the aurora borealis, supported by theoretical, observational, and experimental evidence."
今日、彼は、理論的、観察的、実験的証拠に裏付けられた、オーロラの本質的に正しい説明を提案した最初の科学者として認められています。」
The vertical currents that reach earth through the interaction of the so-called solar wind were, in 1967, designated as, "Birkeland currents" by Alex Dessler.
いわゆる太陽風の相互作用を介して地球に到達する垂直電流は、1967年に、アレックス・デスラーによって「バークランド電流」として指定されました。
As they have now become understood Birkeland currents constitute helical plasmas that can be produced in laboratory experiments, but that can also stretch over vast distances in the immensity of space.
彼らが今理解しているように、バークランド電流は、実験室での実験で生成できるらせん状プラズマを構成しますが、それはまた、広大な宇宙の広大な距離に広がる可能性があります。
Such a galactic Birkeland current recently discovered has been dubbed the Double Helix Nebula, which has unfortunately been described as a twisted magnetic flux tube.
最近発見されたこのような銀河系のバークランド電流は、二重らせん星雲と呼ばれています、これは、残念ながら、ねじれた磁気フラックスチューブとして説明されています。
As Donald Scott has however indicated, it can "clearly be seen as a pair of helical current filaments in a plasma."
しかし、ドナルド・スコットが示したように、それは「プラズマ中の一対のらせん状電流フィラメントとして明らかに見ることができます」。
Nevertheless, as Lucy Jago noted, "rejection of his theories probably slowed the advance of geomagnetic and auroral physics for nearly half a century."
それにもかかわらず、ルーシー・イアゴが指摘したように、「彼の理論の拒絶は、おそらく半世紀近くの間、地磁気とオーロラの物理学の進歩を遅らせた」。
Contributed by Michael Armstrong マイケル・アームストロングによる寄稿