Bliksem Nog Steeds Grotendeels Een Mysterie

{h1}

Ondanks 250 jaar wetenschappelijk onderzoek, verwart de bliksem nog steeds het inzicht van wetenschappers in de basisfysica.

Wereldwijd zijn er dagelijks 44.000 onweersbuien en elke seconde komen maar liefst 100 bliksemschichten op de grond. Deze dramatische, oorverdovende flitsen van elektriciteit laden de wereldwijde batterij op door de grond gelijk te houden met negatieve elektrische lading en de positieve lading van de ionosfeer te behouden. Bliksem verandert de aarde in een elektrisch circuit, en het kan zelfs de vonk hebben geleverd die leven begon in de oersoep.

Maar voor zover we weten, kan bliksem net zo goed van Zeus komen. Als je het vlieger-en-sleutel-experiment van Ben Franklin als uitgangspunt neemt, moet 250 jaar wetenschappelijk onderzoek nog niet begrijpen hoe de bliksem werkt.

Atmosferische wetenschappers hebben een basisschets van het proces. Positieve elektrische ladingen vormen zich op de toppen van onweerswolken en negatieve ladingen bouwen zich op aan de onderkant (behalve voor verbijsterende patches met positieve ladingen die vaak in de middelste bodem worden gedetecteerd). Elektrische aantrekking tussen deze tegengestelde ladingen, en tussen de negatieve ladingen aan de onderkant van de wolk en positieve ladingen die zich op de grond onderhopen, groeien uiteindelijk sterk genoeg om de weerstand van de lucht tegen elektrische stroom te overwinnen.

Als een kudde olifanten die over een rivier waden, trekken negatieve ladingen van de bodem van de wolk omlaag de lucht in en verplaatsen zich hakkelend naar de grond, en vormen een onzichtbaar, geleidend pad dat een 'sta-leider' wordt genoemd. Het pad van de ladingen maakt uiteindelijk verbinding met gelijkaardige "streamers" met positieve ladingen die uit de grond omhoog komen, waardoor een elektrisch circuit wordt voltooid en negatieve ladingen van de wolk naar de grond kunnen stromen langs het circuit dat ze hebben gevormd. Deze plotselinge, enorme elektrische ontlading is de bliksemflits. [Infographic: hoe bliksemaanvallen]

Maar over wat er allemaal gebeurt - nou ja, het is gewoon niet logisch. Er zijn drie grote vragen waarvoor antwoorden nodig zijn, zegt Joe Dwyer, een vooraanstaande bliksemfysicus die is gevestigd aan het Florida Institute of Technology. "Ten eerste, hoe laad je een onweerswolk eigenlijk op?" Zei Dwyer. Een mix van water en ijs is nodig om atomen te verkrijgen die lading kunnen krijgen, en opwaartse stromingen zijn nodig om de geladen deeltjes rond te bewegen. De rest van de details zijn wazig.

Eén theorie stelt dat hoogenergetische kosmische stralen vanuit de ruimte door de wolken naar beneden schieten, elektronen van atomen afscheuren terwijl ze zich voortbewegen en deze negatief geladen deeltjes naar de wolkenbasis slepen, waardoor een onbalans in de lading ontstaat. Dwyer zei dat hoewel dit proces een rol kan spelen, het niet voldoende lijkt om de enorme onbalans die wetenschappers waarnemen te verklaren.

De consensus tussen wetenschappers, vertelde hij Life's Little Mysteries, is dat ladingsscheiding voornamelijk wordt bereikt in een proces dat "niet-inductief laadmechanisme" wordt genoemd.

"Je hebt een gemengde fase van ijs en water van meer dan 5 kilometer [3 mijl] ofzo, en op de een of andere manier hebben ze contact met elkaar en je hebt een soort neerslag, en je hebt opwaartse luchtstromen," zei hij. "Op de een of andere manier komen ijs en water met elkaar in contact en weten ze zich te scheiden in tegengesteld geladen deeltjes. De lichtere deeltjes krijgen een positieve lading en worden naar de top geblazen, en de zwaardere deeltjes zijn negatief en vallen naar beneden."

Die eerder genoemde positieve patch in de buurt van de onderkant van de cloud blijft een hoofd-krabber. [The Biggest Unsolved Mysteries in Physics]

Het tweede punt van verwarring wordt het 'blikseminitiatieprobleem' genoemd. Metingen van de elektrische velden in onweerswolken hebben consequent piekwaarden opgeleverd die een orde van grootte zwakker zijn dan nodig is om de isolerende eigenschappen van lucht af te breken. Door de mens gemaakte bougies vereisen een veel groter elektrisch veld, of een spanningsverschil tussen de ene elektrode en de andere om een ​​stroom door de opening te laten scheuren. Dus de vraag is: "Hoe krijg je een vonk in een onweersbui? De elektrische velden lijken nooit groot genoeg te zijn in de storm om een ​​vonk te genereren." Dus hoe gaat die vonk aan de gang? Dit is een zeer actief onderzoeksgebied, "Zei Dwyer.

En als de vonk eenmaal aan de gang is, is de laatste vraag hoe het verder gaat. "Hoe ziet bliksem voort uit tientallen kilometers door wolken, nadat je het op gang hebt gekregen?" Zei Dwyer. "Dat is verbazingwekkend - hoe verander je lucht van een isolator in een geleider?"

Bliksemverwarring verwart veel van het inzicht van wetenschappers in de basisfysica. Maar volgens Dwyer heeft de vooruitgang onlangs het tempo opgepikt. "We hebben veel manieren om bliksem en stormen te meten die een paar jaar geleden nog niet beschikbaar waren. We kunnen kijken naar de radiosignalen die eruit komen. We kunnen bliksem triggeren, zodat we kunnen weten waar we onze camera's moeten richten en Tien jaar geleden beseften we dat bliksem röntgenstralen en gammastraling produceert, wat onverwacht was, wat ons een nieuw inzicht heeft gegeven in wat er aan de hand is, dus we boeken veel vooruitgang. "

Tot nu toe lijkt het erop dat de woede van Zeus technisch niet is uitgesloten.

Volg Natalie Wolchover op Twitter @nattyover of Life's Little Mysteries @llmysteries. We zijn ook bezig Facebook & Google+.


Video Supplement: Episode 3 Symbols of an Alien Sky: The Electric Comet (Full Documentary).




Onderzoek


Waarom Ontploffen Kolenmijnen?
Waarom Ontploffen Kolenmijnen?

Miljarden Virussen Vallen Nu Op De Aarde (Maar Dat Is Niet Waarom U Griep Hebt)
Miljarden Virussen Vallen Nu Op De Aarde (Maar Dat Is Niet Waarom U Griep Hebt)

Science Nieuws


Earth'S Measurers Say U.S. Heeft Meer Tools Nodig Voor De Taak
Earth'S Measurers Say U.S. Heeft Meer Tools Nodig Voor De Taak

Vrienden Drijven Vrienden Om Risico'S Te Nemen
Vrienden Drijven Vrienden Om Risico'S Te Nemen

Wat Is Raspberry Ketone?
Wat Is Raspberry Ketone?

Asparagus: Voordelen Voor De Gezondheid, Risico'S (Stinkende Plas) & Voedingsfeiten
Asparagus: Voordelen Voor De Gezondheid, Risico'S (Stinkende Plas) & Voedingsfeiten

Klinisch Dood? De Vage Lijn Tussen Leven En Dood
Klinisch Dood? De Vage Lijn Tussen Leven En Dood


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com