My spiritual exercises
ponedjeljak, 12.11.2018.
BRODSKI I ZEMLJIN MAGNETIZAM
Brodograditeljima i pomorcima dobro je poznata fizikalna pojava pod nazivom 'brodski magnetizam'. Radi se o skupu efekata magnetskog polja koje pokazuje brod kao cjelina, ili pak njegovi pojedini dijelovi. Brodsko magnetsko polje zapravo je rezultat čak triju vrsta djelovanja. Permanentno brodsko magnetsko polje nastaje pri gradnji broda, ili za vrijeme dužeg ležanja broda u istom kursu. Djeluje na tvrde brodske mase od željeza ili čelika. Subpermanentno brodsko magnetsko polje djeluje na polutvrdo željezo broda za vrijeme dužeg ležanja ili vožnje u istom kursu. I na kraju, inducirano brodsko magnetsko polje, koje djeluje na dijelove broda od mekog željeza. Brodske mase, praktički, pretvaraju se u magnete, čiji polaritet ovisi o kursu broda i magnetskoj širini. (Ista pojava javlja se i kod aviona, međutim u neznatnoj mjeri, budući da se zrakoplovi izrađuju od ne-magnetičnih materijala.)
Sva ova tri navedena polja nastaju pod utjecajem Zemljinog magnetskog polja, pa iz ove činjenice nije teško zaključiti da je Zemlja praktično jedan veliki magnet. Gore navedeni podaci služe za ilustraciju, koliko je zapravo snažno to Zemljino magnetsko polje. Sa negativnim efektima ove pojave već su se bili suočavali pomorci na starim drvenim brodovima, budući da su primjećivali da se kompas čudno ponaša, ukoliko je u blizini bilo kakve veće željezne mase – sidara, brodske artiljerije ili topovskih kugli, primjerice.
Sa uvođenjem željeza i čelika u gradnju brodova bilo se ustanovilo da ne samo da je smjer koji indicira kompas različit za svaki novi kurs broda, već da se i vjetrulja (ruža vjetrova) kompasa sa jednom iglom tako lagano stavlja u pokret, njišući se naprijed-nazad, da je očitavanje postajalo teško za vrijeme loših vremenskih uvjeta. Da bi se neugodni efekt brodskog magnetizma suzbio, bila je razvijena metoda tzv. kompenzacije kompasa. Ona se temeljila na općem principu da se efekti željeznih i čeličnih masa mogu izbalansirati magnetima i mekanim željezom, prikladno smještenim uz sam kompas. Brodski je kompas bio postavljen na stalak, uz koji su bili nadodati kompenzacijski uređaji.
Daniel Hazard u svojoj knjižici „Earth's Magnetism“ navodi da je godina 1600. značajna za povijest znanosti, a posebno magnetizma i elektriciteta, zato jer se u njoj pojavio rad Williama Gilberta „De magnete“. On je dao najkompletniji sažetak svojstava magnetskih tijela, koja su bila poznata u to doba. Što je posebno interesantno, po prvi puta se u njemu pojavila teorija, po kojoj je Zemlja sama jedan veliki magnet. Njegova ideja o našem planetu kao sferičnom magnetu bila je začetak razvoja buduće znanosti terestričkog magnetizma.
Gilbertova ideja o Zemlji kao velikom magnetu, međutim nije se mogla pomiriti sa prihvaćanjem teorije o užarenoj jezgri planeta (rastaljeno željezo), jer je poznato kako vrlo visoke temperature imaju de-magnetizirajući učinak. Neki su geofizičari pretpostavili da bi jezgra sastavljena željeza i nikla ipak mogla biti magnetizirana, s obzirom na enormni pritisak u njoj.
Kada je izgledalo da se koncepcija Zemlje kao permanentnog magneta neće održati pojavile su se pretpostavke da bi Zemljino magnetsko polje moglo biti izazvano električnim tokovima koji teku oko planeta, bilo pod površinom ili pak atmosferom – koncepcija Zemlje kao elektromagneta. Pojavile su se također ideje kako Zemljin magnetizam može biti prouzrokovan njenom rotacijam. Fizičar Samuel J. Barnett bio je pokazao kako komad željeza može biti magnetiziran pomoću rotacije.
Godine 1900. Sutherland je predložio kao mogući uzrok Zemljinog magntizma rotaciju elektrostatskog polja unutar planeta – pozitivni naboj jezgre i negativni Zemljine kore, ili vice versa. Sve se više vjerovalo da su gravitacija i terestrički magnetizam usko povezani, te da imaju zajedničko porijeklo.
Kako se ideja razvijala, tako se pojavila i pretpostavka da bi Zemljin magnetizam mogao biti prouzročen tokovima elektriciteta, raznim oblicima električnog pražnjenja koje dolazi od Sunca. Istrraživanja astronoma George Hale-a ukazivala su da Sunce posjeduje slično magnetsko polje, kao naš planet. Istraživači su naslutili vezu između solarnog i terestričkog magnetizma. Bilo je utvrđeno kako za 11-godišnji period sa početkom minimuma sunčevih pjega, bilježi se negativni polaritet u sjevernoj hemisferi i pozitivni u južnoj, što se u slijedećem 11-godišnjem periodu mijenja, odnosno obrće.
Ovo i druga istraživanja jasno ukazuju na to, da je Sunce uzrok dnevnih varijacija Zemljinog magnetizma. Pretpostavilo se da neke električne emanacije od Sunca prouzrokuju varijaciju ionizacije gornje atmosfere, što rezultira u njenoj vodljivosti i električnim tokovima koji teku oko Zemlje.
Hazard zaključuje kako studije svih vrsta promjena Zemljinog magnetizma ukazuju na Sunce kao konačni uzrok, sa promjenjivim električnim tokovima u Zemljinoj atmosferi, kao povezujućim faktorom. Zanimljivo je, kako sam, bez znanja o Hazardovom djelu, došao do sličnih zaključaka u serijalu „Sistem Sunce-Mjesec-Zemlja“ prije 4 godine.
Hazrdova knjižica „Earth's Electromagnetism“ je iz 1925. godine. Trinaest godina kasnije njemački fizičar Hans Bethe iznašao je teoriju, po kojoj se u središtu Sunca odvijaju nuklearni procesi, kod kojih se vodik pretvara u helij. I od tada su se sve manje čule teorije o Suncu i Zemlji kao povezanim električnim sustavima.
