PRSTENOVI SATURNA




Zlatan Gavrilović Kovač




PRSTENOVI



Teleskopski gledano, Saturnovi prstenovi ga čine vjerojatno najljepšim
objektom na cijelom nebu. Mali instrument će ih
dobro prikazati kada su prikladno postavljeni, iako
većinu našeg detaljnog znanja o njima
dobiveno je iz svemirskih sondi. U osnovi, prstenovi su
sastavljeni od bezbrojnih čestica i 'ledenih brijegova', veličine od fine prašine do malih kuća. Sastavljeni su
od labavo zbijenih snježnih grudvi vodenog leda, iako blagi
efekti boje ukazuju na to da može postojati mala količina
stjenovitog materijala.
Isto tako se može reći da su prstenovi sastavljeni od elektrolita, zapravo bilo bi točnije reći od cryofleničkih tekućina koje su poznate po superprovodljivosti na ekstremno niskim temperaturama nižim od -150 stupnjeva celzijusa
Također to područje ima vodika.
Na niskim temperaturama, vodik je obično izolator, što znači da ima slabu električnu vodljivost. Međutim, pod ekstremnim tlakom, vodik se može transformirati u metalno stanje i postati dobar vodič. Teoretski se pretpostavlja da ova metalna faza postoji u unutrašnjosti divovskih planeta poput Jupitera i Saturna.
Ukupna masa sustava prstenova je iznenađujuće mala;
kada bi se sve čestice mogle kombinirati, činile bi
satelit ne veći od 300 km u promjeru. Iako su
vrlo opsežni - glavni sustav ima ukupni promjer
preko 270 000 km - vrlo su tanki; debljina ne može
biti veća od 200 m, a vjerojatno je i manja. Rečeno je
da ako bi se model sustava napravio od materijala

debljine kovanice , ukupni promjer bio bi
reda veličine 15-20 km. Podrijetlo prstenastog sustava je
neizvjesno. Možda je nastao od materijala 'preostalog', da tako kažem, kada je sam Saturn formiran, ili je možda
nastao raspadom bivšeg ledenog satelita koji je
lutao preblizu planetu i doslovno je rastrgan.
Prstenovi se zasigurno u potpunosti nalaze unutar Rocheove granice od
Saturna.
Prstenovi su mnogo složeniji nego što se vjerovalo
prije misija Pioneer i Voyager. Umjesto da budu
manje-više homogeni, utvrđeno je da su
sastavljeni od tisuća malih kolutića i uskih praznina.
Genijalan eksperiment proveden je s Voyagera 2,
1981. godine. Kao što se vidjelo iz svemirske letjelice, zvijezda treće magnitude
Delta Škorpiona bila je zaklonjena prstenovima.

Očekivalo se
da će biti relativno malo 'treptanja',
jer bi svjetlost zvijezda probijala kroz sve praznine, ali bi bila
blokirana materijalom prstena. Zapravo, zabilježene su tisuće 'treptanja',
i čini se da ima vrlo malo praznog prostora
bilo gdje u glavnom sustavu prstenova.
Takozvani Prsten D nije pravi prsten i nema
oštar unutarnji rub; čestice se mogu protezati prema dolje gotovo
do vrhova oblaka. Prsten C, ili Sumračni prsten,
širok je preko 17 000 km i ima različite praznine, uključujući dvije
širine 200 i 300 km; vanjska praznina
sadrži uzak, gušći i blago ekscentričan sjajni prsten,

90 km širine. U prosjeku, čestice C-prstena čine se
promjera oko 2 min.
Glavni prsten je, naravno, Prsten B, gdje čestice
veličine variraju od 10 cm do oko 1 m. Čestice
su crvenije od onih u C prstenu i D području;
temperature se kreću od -180 ćC na sunčevoj svjetlosti do
-200 ćC u sjeni. Također je utvrđeno da postoji

oblak neutralnog vodika koji se proteže do 60 000 km iznad i ispod ravnine prstena. Voyagerove slike pokazale su čudne radijalne
žbice u prstenu B -- usput rečeno, prikazane mnogo godina ranije
na crtežima E. E. Barnarda i E. M. Antoniadija
-- a one su odlučno zbunjujuće, jer logički se ne bi trebale
takve značajke formirati; razlika u periodu rotacije
između unutarnjeg i vanjskog ruba prstena je preko


3 sata -- a ipak su žbice opstale satima nakon što su izašle
iz sjene globusa; kada su se iskrivile i
razbile, iz sjene su se pojavile nove žbice koje su ih zamijenile.
Vjerojatno su posljedica čestica određene
veličine koje su magnetske
ili elektrostatske sile odmaknule od ravnine prstena. U potpunosti su ograničene na Prsten B.
Cassinijeva divizija širine 4700 km nije prazna, već
sadrži mnogo prstenova širine nekoliko stotina kilometara, od kojih je jedan
izrazito ekscentričan. Čestice su manje crvene
od onih iz Prstena B i više nalikuju onima iz
Prstena C.
Prsten A sastoji se od čestica u rasponu od finih zrnaca
do oko 10 m promjera. Enckeova divizija u Prstenu A je
značajna jer sadrži sićušni satelit, Pan; satelit
Atlas kreće se blizu vanjskog ruba Prstena A i
odgovoran je za oštar rub prstena. (Usput,
Enckeova divizija se nazivala Keelerovim jazom,
ali sada je, vrlo ispravno, odlučeno da će se zadržati stari,
poznati naziv; tri druga uska jaza
u sustavu prstenova nazvana su Huygens, Maxwell i
Keeler.)


Izvan glavnog sustava nalazi se nepravilni Prsten F,
koji je opisan kao zamršeni splet uskih
niti. Stabiliziraju ga dva mala satelita, Prometej
i Pandora, s obje strane njegovog središta. Satelit nešto
bliže Saturnu (trenutno Prometej) kreću se
brže od čestica prstena i ubrzavaju
česticu koja zaluta od glavnog sustava; vanjski
satelit, krećući se sporije, povlači sve zalutale čestice
natrag i vraća ih u središnje područje. Iz očitih
razloga, ova dva sićušna mjeseca nazivaju se 'pastirski
sateliti'.
Iza Prstena F i njegovih pastira nalaze se dva ko-
orbitalna satelita, Epimetej i Janus. Sljedeći je vrlo rijedak Prsten G. Posljednji prsten, E, širok je 300 000 km, ali doista vrlo rijedak, pa se čak kaže da je sastavljen od slabih kondenzacija debrisa u orbitalnoj
ravnini satelita. Njegov najsjajniji dio je nešto bliže
od orbite Enkelada, i moguće je da materijal
izbačen s Enkelada može biti uključen u formiranje
prstena. Prsten E proteže se izvan orbite Tetisa,
i gotovo do orbite Dione.
Zašto su prstenovi tako složeni? Cassinijeva podjela
objašnjena je kao posljedica satelita Mimas;

Čestica koja se kreće u Diviziji imaju orbitalni
period upola manji od Mimasovog, a kumulativne perturbacije
trebale bi je otjerati iz 'zabranjene zone', ostavljajući
Diviziju čistom. Ipak, Voyageri su pokazali da
je ovo objašnjenje očito neadekvatno i sada se čini
vjerojatnijim da imamo posla s efektom vala gustoće.
Satelit poput Mimasa može promijeniti orbitu čestice prstena
i učiniti je eliptičnom. To uzrokuje 'grupiranje' u raznim
područjima; stvara se spiralni val gustoće, a čestice u
njemu se sudaraju, krećući se prema unutra prema planetu i ostavljajući
prazninu odmah izvan rezonantne orbite. Ova teorija, koju su napisali
Peter Goldreich i Scott Tremaine, zvuči uvjerljivo,
ali bilo bi pogrešno tvrditi da još uvijek stvarno razumijemo
mehaniku sustava prstenova.


MAGNETSKO POLJE I AURORĆ
Saturn ima snažno magnetsko polje, prvi put otkriveno 1979. godine
sondom Pioneer 11. Ono je 850 puta jače od
Zemljinog, iako 30 puta slabije od
Jupiterovog. Saturn je jedinstven po tome što se njegova rotacijska os
i magnetska os gotovo poklapaju; magnetsko polje
je stoga prilično izravno i osnosimetrično,
a magnetosfera je mnogo manje aktivna od
Jupiterove. Čini se da je polje nešto jače na sjevernom
polu nego na južnom, a središte polja je pomaknuto
oko 2400 km sjeverno duž planetarne osi.
Magnetosfera je otprilike petina veličine
Jupiterove; udarni talas luka nalazi se na udaljenosti od oko 60 300 km

od planeta i ima debljinu od oko 2000 km.
Saturn ima zone zračenja; magnetosfera zarobljava
čestice radijacijskog pojasa, koje se protežu sve do vanjskog ruba
glavnog sustava prstenova. Broj elektrona brzo opada
na vanjskom rubu Prstena A, jer elektrone
apsorbiraju čestice prstena; područje između Prstena A
i globusa vjerojatno je zona s najmanje zračenja u
cijelom Sunčevom sustavu. Nema sumnje da postoji vrlo opsežan
'magnetorep'.
Svi unutarnji sateliti ugrađeni su u
magnetosferu. Vanjska granica je donekle promjenjiva
i nalazi se blizu orbite Titana, tako da se Titan
ponekad nalazi odmah unutar glavne magnetosfere, a
ponekad odmah izvan nje.


Aurore se javljaju na Saturnu, a budući da su magnetski
i rotacijski polovi gotovo podudarni, 'auroralni
ovali' su centrirani na polovima. Prva opažanja su
obavljena iz Pioneera 11 1979. godine, a od 1980. aurore
su detektirane nizom spektroskopskih opažanja
sa satelita IUE (International Ultra-violet Explorer);
sjeverni oval je prvi put snimljen svemirskim teleskopom Hubble
u lipnju 1992. godine. Ogromna auroralna zavjesa pronađena je
kako se uzdizala i do 2000 km iznad vrhova oblaka 9. listopada 1994., kada je Saturn bio 1300 000 000 km od Zemlje.
S obzirom na današnje stanje naših spoznaja za mene je važno nekoliko činjenica:
Saturnovi prstenovi nisu fiksni. Sastoje se od bezbrojnih čestica leda i stijena koje kruže oko planeta. Iako te čestice drži u orbiti Saturnova gravitacija, one nisu trajno fiksne i stalno se kreću i međusobno djeluju. Nadalje, prstenovi postupno erodiraju i na kraju će nestati tijekom milijuna godina.






KANT O SATURNU


Zlatan Gavrilović Kovač





Kant o Saturnu raspravlja u petom poglavlju svoje Teorije koje ima ime O nastanku Saturnova prstena I obračunavanju svakodnevnog okretanja ove planete iz njezinih odnosa. Početak ovoga petoga poglavlja može biti shvaćen kao razmatranje o nastanku prstena koji okružuje Saturn a objasnit će se shvatljivije nego mnoge druge pojave prirode ako pretpostavimo da je nakon završenoga oblikovanja prirode imao okretanje oko svoje osi I da je najlakša građa njegove površine dignuta iznad njega djelovanjem topline. U teoriji samoga neba Kant pretpostavlja da je Saturn nekada s kretanjem sličnim kometskom odložio neke opticaje s većom ekscentričnošću I da je toplinom koja se utjelovljuje u njega u njegovoj blizini Sunca , lakša građa dignuta sa njegove površine ili je oko sebe raširila kometsku atmosferu . Ali je slijedu svojih razmišljanja došao na još jednu zamisao da je miješanjem materijala koji se dogodio kod oblikovanja planete proizvedena toplina u njihovoj unutrašnjosti I da je ona imala kod Saturna učinak stvaranja prstena.

Pa onda Kant razmatra pitanja okretanja ovoga planeta oko svoje osi pa piše : “Jer je svako kretanje djelića prstena utjelovljeno kretanje Saturnovog kretanja oko svoje osi na čijoj su se površini nalazili . Tada se slaže najbrže kretanje među onima koji imaju sve djeliće s najbržim promjerom koja se sreće na površini Saturna, tj brzina kojom se čestice prstena kreću okolo u svom unutrašnjem rubu jest jednaka onoj koju ima planeta na svom ekvatoru . Ali nju se može lako naći jer se traži iz brzine jednog od Saturnovih trabanata tako da se njih uzima u odnosu kvadratnog korijena udaljenosti od središta planete. Iz nađene brzine proizilazi neposredno vrijeme okretanja Saturna oko svoje osi : ona je šest sati, dvadeset tri minute I pedeset tri sekunde. Ovo matematičko obračunavanje nepoznatoga kretanja nebeskoga tijela koje je možda jedino navješćivanje njegove vrste u pravoj nauci o prirodi , očekuje potvrdu od promatranja budućih vremena”



Pa sada mi bismo mogli reći da je Kant računao jako dobro, štoviše odlično jer su suvremena mjerenja pokazala da se Saturn oko svoje osi okrene za 10 sati 39minuta I 25 sekundi što Kanta pokazuje stručnjakom za kozmička pitanja a ne samo fundamentalnim filozofom








FARADAYEV ZAKON ELEKTROMAGNETSKE INDUKCIJE





Zlatan Gavrilović Kovač



Da bismo potpuno objasnili našu Teoriju potrebno je da ukratko naznačimo osnovnu ideju Faradayevog zakona elektromagnetske indukcije jer je I Tesla imao to svagda na umu. To zapravo čini fundament PRSTENA OKO ZEMLJE kojeg je također I Tesla imao pred sobom

Zakon elektromagnetne indukcije, poznat kao Faradayev zakon, je osnovni zakon elektromagnetizma koji predviđa kako će magnetsko polje u interakciji sa električkim kolom proizvesti elektromotornu silu - fenomen poznat kao elektromagnetska indukcija.
Zakon elektromagnetske indukcije jedan od osnovnih i najvažnijih zakona elektrodinamike i elektrotehnike. To je osnovni princip rada transformatora, induktora i mnogih vrsta električnih motora, generatora I solenoida.
Faradejev zakon je zasnovan na njegovim eksperimentima iz 1831. godine, kojima je dokazao uzajmnu povezanost magnetnog i električnog polja. Kasnije je, zajedno sa ostalim zakonima elektromagnetizma ugrađen u Maxwelove jednadžbe.
Faraday je do otkrića došao skoro slučajno, nastojeći da eksperimentalno dokaže jednu pogrešnu hipotezu. Neposredno poslije otkrića Ersteda i Ampera da stacionarna električna struja stvara magnetsko polje, Faraday je pokušao da otkrije suprotan efekat, tj. da pomoću stalnog magnetnog polja izazove stalnu električnu struju. Faraday je konstruisao dva kalema i, postavivši ih u neposrednu blizinu, kroz jedan od njih (primar) propuštao jaku jednosmjernu struju. Stalno magnetno polje primara trebalo je, prema očekivanju, da u sekundarnom kolu izazove stalnu jednosmjernu struju. Iako je očekivani efekat izostao, Faraday je primjetio da se prilikom puštanja i isključivanja struje u primaru i sekundaru javljaju kratkotrajne prelazne struje suprotnog smjera. Pojavu ovih induciranih struja u sekundaru Faraday je zapazio i prilikom mijenjanja položaja primara u odnosu na sekundar, pri čemu je struja u primaru održavana konstantnom. Sličan efekat indukcije u sekundaru zapazio je kada je primar zamjenio stalnim magnetom i mijenjao relativni položaj magneta i sekundarnog kola
Analizirajući okolnosti pod kojima dolazi do pojave elektromagnetne indukcije, Faraday dolazi do zaključka da je uzrok indukcije u svim slučajevima promena magnetskog fluksa kroz promatranu provodnu konturu, a da je intenzitet inducirane struje srazmeran brzini promjene fluksa. Način na koji se ostvaruje ova promjena je potpuno irelevantan; može biti ostvarena mijenjanjem pobudne struje u sistemu koji stvara magnetsko polje, pomjeranjem ovog sistema u odnosu na provodnu konturu ili deformacijom i pomjeranjem konture u nepromjenljivom magnetskom polju. Isto tako, promene fluksa mogu nastati i zbog promjena struje u posmatranoj konturi .

Ovaj zakon nam je važan jer ga Tesla primjenjuje u njegovoj ideji PRSTENA OKO ZEMLJE naime da čovjek konstruira prsten oko Zemlje kao zavojnicu oko magneta. Ta ideja da je zemljina unutrašnjost zapravo magnet prvi je dao William Gilbert 1600 godine “De Magnete Magneticisque Corporibus et de Magno Magnete Tellure Phsiologia Nova” a Tesla je tu ideju kasnije prenio u svoju ideju zavojnice oko Zemlje. Međutim to nije dovoljno. Potrebno je da se Zemlja odnosno taj magnet kreće unutar zavojnice primjereno Faradayevom zakonu. Na taj način može se govoriti o tome da se inducira struja. I onda Tesla razmišlja o tome prstenu kojega bi fiksnim držala sila inercije dok bi veličina inducirane struje zavisila od broja namotaja prstena. I danas zvuči kao totalna utopija! Sve dotle dok ne pokušavamo otkriti zakonitosti koje vladaju u našem solarnom sustavu.