Bài viết là tóm lượt nội dung về phần vũ trụ điện trong sách Earth Changes and the Human Cosmic Connection - Từ bản dịch của Sott.net

1. Vũ trụ chính thống và vũ trụ điện

Theo khoa học vũ trụ truyền thống, chuyển động của các vật thể trong hệ mặt trời được kiểm soát duy nhất bởi định luật hấp dẫn. Và với tiền đề này, khi một hiện tượng mới có thể quan sát được, khoa học chính thống sẽ cố gắng nhồi nhét dữ liệu thực tế quan sát được vào những lý thuyết đã có sẵn.
Ở những trường hợp khác, khi phải đối diện với một dữ liệu quan sát - mà rõ ràng không phù hợp với lý thuyết hiện hành, thì khoa học truyền thống thường đưa ra những lời giải thích rắc rối, phức tạp, trừu tượng đến nổi không thể thử nghiệm chúng đúng hay sai. Hoặc đơn giản hơn họ chỉ giữ im lặng. Trong khi điều họ nên làm là rời bỏ cách giải thích truyền thống và tìm đến những mô hình hợp lý hơn - thứ mà có thể giải thích số lượng lớn các dữ liệu thực tế quan sát được. Một mô hình có thể giúp hiểu bản chất vũ trụ bằng cách thừa nhận thành phần chính của vũ trụ: điện và plasma. Vũ trụ học plasma là một mô hình có thể thử nghiệm các giả thuyết, và do đó, xây dựng nên lý thuyết vững chãi.
Ví dụ về vật chất tối, thứ vật chất chủ đạo trong vũ trụ, vẫn chưa bao giờ được quan sát thấy trong vũ trụ. Nó được đề xuất đơn giản chỉ như một cách để cân bằng phương trình. Những khái niệm tương tự như này cần được gọi đúng theo bản chất của chúng: suy đoán khoa học chứ không phải lý thuyết.
Mô hình chuyển động thiên thể bởi Newton
Mô hình chuyển động thiên thể bởi Newton
Vấn đề ở đây không phải là loại bỏ các định luật của Newton hay Kepler (định luật hấp dẫn). Mà là thừa nhận rằng có những lực khác cũng có ảnh hưởng, đặc biệt là lực điện từ. Như một mảnh ghép đầy đủ hơn cho mô hình của vũ trụ.

2. Lực điện từ so với lực hấp dẫn

Như chúng ta đã thấy ở trên, theo khoa học chính thống, lực hấp dẫn là lực chính kiểm soát hành vi của các thiên thể. Và thông thường, lực điện từ được coi là không tồn tại hoặc không đáng kể.
Tuy nhiên, trong thí nghiệm "hạt dầu rơi" của Robert Millikan với hạt bụi dầu được tích điện chỉ với một electron có thể được nâng lên bởi lực điện từ (nằm cân bằng). Lực điện từ tác động lên chỉ một electron có thể vượt qua lực hấp dẫn của cả hành tinh lên hạt bụi dầu. Hạt bụi dầu của Millikan chứa khoảng 10^17 nguyên tử. Millikan đã cho thấy lực điện từ tác động lên một electron duy nhất có thể chống lại trọng lực của 10^17 nguyên tử dầu. Điều đó thể hiện điện từ là sức mạnh chủ đạo trong vũ trụ của chúng ta. Lực điện từ mạnh hơn lực hấp dẫn 10^39 lần. Một con số vô cùng lớn.
Thí nghiệm 'hạt bụi rơi" của Millikan
Thí nghiệm 'hạt bụi rơi" của Millikan
Giải thích chi tiết hơn thí nghiệm của Millikan bằng video
Xa hơn nữa, khi khoảng cách gia tăng. Cường độ từ trường được sinh ra bởi một dòng điện (ví dụ dòng một dòng điện Birkeland - kích cỡ vũ trụ) thay đổi theo tỉ lệ nghịch với khoảng cách (r). Trong khi đó, lực hấp dẫn và lực tĩnh điện giữa các thiên thể thay đổi theo tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (r^2). Nghĩa là trong không gian, khi lực điện từ giữa hai thiên thể giảm đi 100 lần do sự thay đổi khoảng cách, thì lực hấp dẫn giữa chúng lúc đó sẽ giảm đi 10000 lần. Như vậy, lực hấp dẫn đóng vai trò quan trọng với các vật thể khi ở gần nhau. Nhưng với tương tác xa thì thường lực hấp dẫn không đáng kể và lực điện từ mới là thứ đóng vai trò chính.
Tồn tại những dòng điện Birkeland kích cỡ 'vũ trụ' ở ngoài kia
Tồn tại những dòng điện Birkeland kích cỡ 'vũ trụ' ở ngoài kia

3. Plasma là gì?

Plasma, nhân vật chính của câu chuyện, là một thể vật chất được tạo thành bởi các hạt phân ly tích điện dương và electron tích điện âm.
Plasma là thể phổ biến nhất của vật chất trong vũ trụ, cả về khối lượng lẫn thể tích. Chiếm 99% vũ trụ có thể quan sát được. Tất cả các ngôi sao đều được tạo thành bởi plasma, và thậm chí khoảng không giữa các vì sao cũng chứa đầy plasma. Nhưng nghịch lý là plasma, thể phổ biến nhất của vật chất, cũng là thứ được đề cập và nghiên cứu ít nhất. Các ngành khoa học tự nhiên dạy một cách chi tiết tính chất của chất rắn, chất lỏng và chất khí, không có nhiều tài liệu đề cập đến plasma.

4. Các đặc tính của plasma

Dẫn điện

Plasma dẫn điện cực tốt, nhưng không phải là chất siêu dẫn (điện trở 30 ohm, so với đồng 300~600 ohm). Dòng điện, bao gồm cả dòng plasma, sẽ xảy ra giữa hai vật thể có điện tích khác nhau.
Nếu sự khác biệt về điện tích đủ mạnh - nếu khoảng cách giữa hai điện cực đủ nhỏ và chất khí ở giữa đủ đậm đặc - thì chất khí sẽ trở nên bị ion hóa. Hiện tượng này rất phổ biến. Ví dụ, nó xảy ra trong bóng đèn ống huỳnh quang hoặc trong quả cầu plasma.
Quả cầu plasma
Quả cầu plasma
Trong quả cầu plasma, các tia plasma (dòng electron và ion dương) vươn ra từ điện cực trung tâm đến điện cực bằng kính ở ngoài nhằm cân bằng sự khác biệt về điện tích. Ví dụ về quả cầu plasma này là một mô hình rất tốt cho những gì xảy ra ở quy mô các vì sao, hay thậm chí quy mô thiên hà. (sẽ được trình bày ở các mục tiếp theo)
Tùy thuộc vào cường độ của dòng điện đi qua plasma mà nó sẽ thể hiện các chế độ khác nhau. Ở "chế độ tối", dòng điện đi qua môi trường plasma đơn giản là quá yếu để làm nó sáng lên. Điều này xảy ra tương tự với các tiểu hành tinh tối, ngôi sao tối, hoặc trong không gian giữa các vì sao.
Khi mật độ dòng tăng lên, plasma bắt đầu phát sáng. Điều này xảy ra trong bóng đèn neon, sao chổi (tiểu hành tinh phát sáng), hoặc trong quầng sáng quanh mặt trời. Đây được gọi là "chế độ phát sáng".
Cực quang - Ánh sáng phát ra từ dòng điện Birkeland khi đi vào khí quyển trái đất
Cực quang - Ánh sáng phát ra từ dòng điện Birkeland khi đi vào khí quyển trái đất
Nếu dòng điện tiếp tục tăng nữa, plasma đi vào "chế độ phóng điện hồ quang", tạo ra một tia lửa điện đột ngột và dữ dội. Điều này xảy ra khi có chớp, sét đánh hay trong hàn hồ quang. Đó cũng là hiện tượng quan sát được trong quả cầu plasma đề cập đến ở trên.

Khả năng thay đổi quy mô của plasma

Plasma bộc lộ những hành vi và tính chất tương tự bất kể ví dụ ấy là lớn hay nhỏ đến đâu: trong phòng thí nghiệm hay trong vũ trụ. Trên thực tế, plasma xảy ra trên một dải rộng các kích cỡ bắt đầu từ kích cỡ nguyên tử (10^-10 mét) cho đến kích cỡ thiên hà, trong trường hợp Dải Ngân Hà của chúng ta là đường kính khoảng 10^20 mét.
Có nghĩa là Plasma bộc lộ những tính chất tương tự trên toàn bộ dải có kích cỡ 10^30 lần từ kích thước nhỏ nhất đến lớn nhất.
Từ đây, các nhà vũ trụ học plasma có thể quan sát, đặt giả thuyết, và quan trọng nhất là kiểm nghiệm chúng trong phòng thí nghiệm (quy mô nhỏ), rồi thông qua phép ngoại suy, áp dụng những kết quả của họ lên plasma lớn hơn rất nhiều lần (hiện tượng vũ trụ chẳng hạn).
Khả năng thử nghiệm được này cho phép đưa ra dự đoán và thử nghiệm các lý thuyết mới với những thí nghiệm cụ thể. Đây là một khía cạnh tối quan trọng của nghiên cứu khoa học.

5. Bong bóng cách điện

Ngoài điện trở rất thấp, một đặc tính nữa của plasma là khả năng tạo ra một loại "bong bóng cách điện" bao bọc các vật thể tích điện. Là khả năng nó cô lập về điện một phần không gian bên trong nó với phần còn lại. (hay còn gọi là vỏ kép Langmuir)
Bức tường cách ly có hai lớp, một lớp bao gồm các điện tích dương và lớp kia bao gồm các điện tích âm. Nó được gọi là một lớp kép (double layer - DL). Nếu có hiệu điện thế đáng kể giữa hai điểm trong plasma, một lớp kép DL sẽ hình thành giữa chúng và hầu hết hiệu điện thế được chứa trong đó. 
Lớp kép này có ba phần cụ thể. Phần giữa chiếm hầu hết không gian của DL. Điện thế trong khu vực rộng này tương đối đồng bộ, tạo ra một điện trường rất yếu. Kết quả là dòng điện tương đối bị hạn chế, dẫn đến tính chất cách điện của DL này. Hầu hết sự khác biệt điện thế xảy ra tại vùng biên, nơi DL tiếp cận vật thể tích điện (trái) hoặc plasma bao bọc xung quanh (phải).
DL hạn chế đáng kể sự phóng điện của vật thể tích điện. Nhìn theo cách này, vật tích điện khi trong plasma sẽ khá giống với các tụ điện cầu. DL ở đây sẽ đóng vai trò như một "chất điện môi" của tụ điện này. Và cũng chính vì giống một tụ điện, nên khi điện trường đạt đến giá trị tới hạn "điện áp đánh thủng", sự phóng điện sẽ xảy ra và một dòng điện mạnh, đột ngột chạy giữa hai điện cực.
Trong vũ trụ, nếu chúng ta coi một thiên thể tích điện như một tụ điện thì bản thân thiên thể đó sẽ là một điện cực, điện cực còn lại sẽ là lớp ngoài của "bong bóng cách điện" hay DL, và lớp điện môi (chất cách điện) của tụ điện là plasma chứa bên trong "bong bóng", được biết đến dưới cái tên tầng điện ly.
Mặt trời có DL của riêng nó, được gọi là nhật quyển. DL của Trái Đất được gọi là tầng điện ly. Tất cả các hành tinh trong hệ mặt trời đều nằm trong nhật quyển của mặt trời trong khi vẫn được bao bọc bởi bong bóng cách điện của riêng chúng. (tầng điện ly của trái đất đã được công nhận từ lâu, nhưng mãi đến 2004 thì bản chất điện của nhận quyển mới được quan sát thấy khi tàu vũ trụ Voyager-1 đi đến "rìa của hệ mặt trời", nơi ) .
Mặt trời là một cực quang bức xạ "đơn cực". Nghĩa là mặt trời tạo thành cực dương (vật thể tích điện dương) và bản thân plasma xung quanh thực hiện chức năng của cực âm (vật thể tích điện âm).
Bên ngoài rìa nhật quyển là vùng nơi mà "gió mặt trời" sẽ đột ngột chậm lại khi nó gặp môi trường giữa các vì sao tại cái được gọi là "biên giới kết thúc sốc". Là nơi tập trung gần như toàn bộ hiệu điện thế giữa mặt trời và môi trường không gian thiên hà, ước tính cỡ hàng chục tỷ volt.
Một lưu ý là hầu hết các vệ tinh (mặt trăng) trong hệ mặt trời không có DL hay tầng điện ly riêng của chúng.

6. Điện tích của mặt trời, Trái Đất và DL của chúng

Theo nguyên tắc chung, hầu hết các thiên thể có điện tích tổng thể là âm, và các thiên thể này thường được bao quanh bởi các DL thậm chí còn âm hơn, và các DL này lại bị bao quanh bởi plasma thiên hà còn âm hơn nữa. Áp dụng điều này với mặt trời của chúng ta, nó có nghĩa là trong hệ mặt trời, mặt trời là vật thể có điện dương nhất - nói một cách tương đối. Mặc dù điện tích tuyệt đối của mặt trời là âm, nó ít âm hơn các hành tinh, sao chổi, nhật quyển và không gian thiên hà bao quanh nó. Do đó, các hành tinh và sao chổi có thể được coi là những vật thể mang điện tích âm so với mặt trời.
Điện tích tương đối giữa trái đất, mặt trời và các DL của chúng
Điện tích tương đối giữa trái đất, mặt trời và các DL của chúng
Lõi mặt trời mang điện dương hơn so với bề mặt mặt trời. Mặt trời (bề mặt và lõi) mang điện dương hơn so với "bong bóng" (nhật quyển) của nó, bao gồm cả Trái Đất và tất cả các hành tinh trong hệ mặt trời. Mặt trời và nhật quyển lại mang điện dương hơn so với plasma thiên hà xung quanh.
Trái Đất, chúng ta có thể thấy rằng, cũng như mặt trời, lõi Trái Đất mang điện dương hơn so với bề mặt. Tuy nhiên, toàn bộ Trái Đất (bề mặt và lõi) mang điện âm hơn so với "bong bóng" (tầng điện ly) của nó. Trái Đất và tầng điện ly của nó lại mang điện âm hơn so với plasma xung quanh (nhật quyển). Mặt trời đóng vai trò như một máy phát điện. Tại bề mặt của mặt trời, proton mang điện tích dương bị mang đi bởi "gió mặt trời" về phía lớp ngoài của nhật quyển, trong khi electron trôi ngược trở lại và tích tụ trên bề mặt của mặt trời. Hai yếu tố này giải thích tại sao bề mặt của mặt trời có điện tích âm so với lõi.Ngược lại, Trái Đất không hoạt động như một máy phát điện. Nó được cung cấp năng lượng bởi mặt trời. Mặt trời duy trì tầng điện ly mang điện tích dương của Trái Đất. Do điện tích trái chiều thu hút lẫn nhau, tầng điện ly mang điện tích dương thu hút các electron tập trung về phía bề mặt Trái Đất, do đó tạo ra điện thế âm của bề mặt Trái Đất so với lõi của nó.
Tuy nhiên, lõi và bề mặt của các thiên thể không có cùng một mức điện tích ở mọi nơi. Điều này dẫn đến nhiều loại hiện tượng phóng điện hoặc tạo ra các dòng điện cục bộ. Những cú phóng điện khổng lồ đột ngột này cho phép cân bằng điện tích giữa hai khu vực có sự khác biệt lớn về điện tích.
Tàu Voyager-1 ghi nhận điện áp thay đổi đột ngột khi đi đến "rìa của hệ mặt trời"
Tàu Voyager-1 ghi nhận điện áp thay đổi đột ngột khi đi đến "rìa của hệ mặt trời"
Quay về ví dụ của quả cầu plasma, khi bạn chạm vào bề mặt quả cầu, một tia plasma dày hình thành giữa điện cực trung tâm và điểm bạn chạm vào trên quả cầu. Ngón tay làm tăng tính dẫn điện cục bộ, thiết lập một con đường ít trở ngại nhất và cho phép sự phóng điện xảy ra qua đó.
Trong khi DL hoạt động như một lớp cách điện, làm giảm sự phóng điện giữa vật thể tích điện và môi trường plasma xung quanh. DL không phải là lớp cách điện hoàn hảo, cũng như với bất kỳ loại tụ điện nào, dòng điện vẫn chạy qua lớp cách điện. Sự hiện diện của vật thể tích điện (ví dụ sao chổi, hành tinh, v.v...) trong DL của một thiên thể là cơ chế chính châm ngòi cho những cú phóng điện khổng lồ. Nó giống như khi một con muỗi bay vào giữa hai mặt lưới của cái vợt diệt muỗi bằng điện, nó gây ra sự phóng điện. Bão từ (bão Mặt Trời) thực chất là một cú phóng điện khổng lồ như thế.

7. Nguồn năng lượng từ ngoài của các thiên thể

Một tụ điện có thể liên tục phóng điện mà vẫn duy trì được hiệu điện thế của hai cực chỉ khi chúng được cắm vào nguồn điện bên ngoài. Mặt trời - như đã biết là liên tục phóng điện - vậy thì nguồn điện trong hệ mặt trời đến từ đâu để duy trì sự phóng điện ấy?
Chúng ta hãy bắt đầu với một nghiên cứu của Michael J. Longo (nhà vật lý thiên văn, đại học Michigan) quan sát kỹ lưỡng hơn 40.000 thiên hà. Từ nghiên cứu của mình, Longo đã kết luận rằng trục quay của các thiên hà được sắp thẳng hàng dọc theo cùng một đường và sự sắp xếp này không thể là do ngẫu nhiên. Longo cho rằng sự sắp xếp thẳng hàng của trục quay các thiên hà là do một dòng điện chạy theo vòng tròn khổng lồ trong vũ trụ. Mặc dù nguồn gốc của dòng điện vòng tròn chạy quanh "khoảng không" vũ trụ này vẫn còn là ẩn số, sự sắp xếp thẳng hàng của trục quay các thiên hà là bằng chứng gián tiếp về sự tồn tại của nó.
Minh họa sự sắp xếp thẳng hàng của các trục quay thiên hà này dọc theo dòng điện vòng tròn liên thiên hà.
Minh họa sự sắp xếp thẳng hàng của các trục quay thiên hà này dọc theo dòng điện vòng tròn liên thiên hà.
Dòng điện Birkeland vòng tròn khổng lồ này có thể là nguồn năng lượng bên ngoài cung cấp cho các thiên hà. Nó cũng có thể giải thích cho việc các thiên hà chủ yếu quay theo cùng một chiều mà Longo đề cập, do chiều quay và tốc độ quay của thiên hà phụ thuộc vào dòng điện nguồn bên ngoài này. Không gian bên trong mỗi thiên hà cũng có vẻ tuân theo cùng một quá trình như không gian liên thiên hà.
Dòng điện đi vào lõi thiên hà và chạy qua các "cánh tay" của thiên hà
Dòng điện đi vào lõi thiên hà và chạy qua các "cánh tay" của thiên hà
Dòng thiên hà (dòng màu xanh ở trung tâm) là một dòng điện Birkeland khổng lồ đến từ vòng điện tròn liên thiên hà (sắp xếp thẳng hàng các thiên hà như được mô tả ở trên), đi vào thiên hà thông qua lõi của nó và truyền dọc các cánh tay thiên hà. Dòng điện giữa các thiên hà có thể dùng để giải thích tính liên kết cùng trục và cùng hướng quay của các thiên hà. Thì dòng điện bên trong mỗi thiên hà lại có thể giải thích tại sao hầu hết các ngôi sao nằm gọn trong cánh tay thiên hà, nghĩa là dọc theo dòng điện của thiên hà. Điều này cũng áp dụng với thiên hà của chúng ta, Dải Ngân Hà, nơi hầu hết các ngôi sao tập hợp thành nhóm dọc các cánh tay thiên hà như trong hình dưới.
Hệ mặt trời của chúng ta cũng nằm gọn trong một cánh tay của Dải Ngân Hà, cánh tay Orion.
Hệ mặt trời của chúng ta cũng nằm gọn trong một cánh tay của Dải Ngân Hà, cánh tay Orion.
Ngoài nhiệm vụ "sắp xếp trật tự" cho các thiên hà và cánh tay thiên hà ở trên thì dòng điện Birkeland trên còn có thể là nguồn điện bên ngoài mang năng lượng đến cho chính mỗi ngôi sao và khiến chúng quay. Và mỗi ngôi sao có thể là nguồn điện bên ngoài mang năng lượng đến cho các hành tinh và khiến chúng quay. Các thiên thể được truyền năng lượng bằng điện đến từ nguồn điện bên ngoài theo từng lớp thứ tự từ lớn đến nhỏ như thế.
Những điều này vẫn chỉ là giả thuyết. Nguồn điện bên ngoài mang năng lượng đến cho các thiên thể vẫn còn chưa được làm rõ. Ngay cả những nhà vũ trụ học plasma cũng không có câu trả lời rõ ràng cho câu hỏi này.
Nếu giả thuyết này là đúng, nó có nghĩa rằng các ngôi sao - bao gồm cả Mặt Trời của chúng ta - không có chuyện "cháy hết nhiên liệu" theo cách mà những giả thuyết chính thống về Mặt Trời đề xuất.
Tóm lại, cùng một quá trình dường như lặp lại ở tất cả mọi quy mô, như một phân dạng. Thực thể lớn hơn truyền năng lượng cho thực thể nhỏ hơn, trong khi thực thể nhỏ hơn lại truyền năng lượng cho thực thể nhỏ hơn nữa. Ở mọi quy mô, chúng ta thấy sự hiện diện của dòng điện Birkeland chạy trong plasma trong không gian vũ trụ, bao quanh các thiên thể (thiên hà, sao và hành tinh), và đạo diễn sự định hướng, chuyển động trong quỹ đạo và quay tròn của màn ba lê vũ trụ này.

8. Plasma giữa các vì sao

Không gian vũ trụ được cho là hoàn toàn trống rỗng, một chân không hoàn hảo. Quan điểm này đã và đang được công nhận rộng rãi, mặc dù nó không hoàn toàn đúng. Không gian vũ trụ không phải là trống rỗng. Nó chứa đầy plasma. Plasma vũ trụ này bao gồm chủ yếu là những phân tử rất nhẹ: ion hydro và heli cộng với electron, và mật độ của nó là khoảng một hạt (ion) trên một cm khối. Để so sánh, mật độ của khí quyển là khoảng 10^13 hạt trên một cm khối.
Một dòng điện Birkeland chạy qua không gian "trống rỗng" giữa các vì sao. (ảnh chụp từ Hubble)
Một dòng điện Birkeland chạy qua không gian "trống rỗng" giữa các vì sao. (ảnh chụp từ Hubble)
Dòng điện Birkeland đi qua khoảng cách hàng năm ánh sáng trong không gian "trống rỗng" ở hình trên cho thấy, mật độ rất thấp của plasma vũ trụ không ngăn cản các hiện tượng điện xảy ra. Plasma có độ dẫn điện cao, điều này cho phép một thiên thể trao đổi điện tích giữa bề mặt của nó và lớp bên ngoài DL của nó, cũng như với bất kỳ vật gì bên trong DL.
Mặt trời của chúng ta cũng thường xuyên trao đổi điện tích như vậy dưới dạng Gió Mặt Trời. Có một số tranh cãi xung quanh điện tích của gió mặt trời. Trong khi quan điểm chính thống là gió mặt trời là trung tính về mặt điện tích. Thì gần đây hơn, một số nhà vật lý học tranh luận rằng gió mặt trời có điện tích tổng thể là dương và chứng minh nó như sau: Gió mặt trời về tổng thể mang điện tích dương; nó chứa nhiều proton H+ hơn nhiều so với electron. Tại sao? Bởi vì electron bị đẩy vào trong không gian thiên hà với vận tốc từ 10.000 đến 300.000 km/s bởi tia cực tím, tia X và tia gamma của mặt trời (hiệu ứng Compton). Kết quả: Gió mặt trời (tốc độ từ 300 đến 900 km/s) là một dòng proton cố gắng để tái cân bằng sự mất mát electron.
Với tính chất như một dòng điện của gió mặt trời thì dòng điện sẽ càng mạnh hơn khi có sự xuất hiện thêm của các vật dẫn điện bên trong đường đi của nó. Những vật thể bên trong nhật quyển, như sao chổi và hành tinh, có thể kích hoạt sự phóng điện của mặt trời cũng giống như việc con muỗi bay giữa hai tấm lưới điện của thiết bị diệt muỗi bằng điện gây kích hoạt sự phóng điện, như đã đề cập ở trên. Trong cả hai trường hợp, điện trở giữa hai cực của tụ điện bị giảm đi bởi vật thể lạ và điều đó dẫn đến sự phóng điện. Ảnh hưởng của một thiên thể lên sự phóng điện của mặt trời phụ thuộc vào nhiều yếu tố: kích thước, điện tích, quỹ đạo và vị trí của nó. Ví dụ kích thước đuôi sao chổi tạo thành từ plasma mật độ cao có thể kéo dài hàng triệu km. Hay khi các hành tinh nằm thẳng hàng, khả năng gây phóng điện mặt trời của chúng sẽ được cộng lại với nhau...
Cận cảnh vết đen mặt trời (2002). Đây là một trong những bức ảnh rõ nét nhất của mặt trời từng được chụp. (Swedish Solar Telescope).
Cận cảnh vết đen mặt trời (2002). Đây là một trong những bức ảnh rõ nét nhất của mặt trời từng được chụp. (Swedish Solar Telescope).
Những phóng điện này đẩy chùm hạt nhiều năng lượng ở lớp bề mặt của mặt trời ra không gian cho phép lớp vật chất đen và nguội hơn bên trong mặt trời được lộ ra, tạo ra vết đen mặt trời. Mặt trời càng có nhiều vết đen thì nghĩa là nó đang hoạt động mạnh (điều này đẫn đến nhiệt độ trung bình của trái đất cũng tăng cao hơn, cực quang hoạt động mạnh hơn)

9. Dòng điện trong plasma

Quả cầu plasma (mục 4) và những sợi phát sáng nối từ điện cực trung tâm đến lớp ở ngoài là một sự phóng điện trong plasma điển hình. Nhưng tại sao dòng điện trong plasma lại có hình dạng sợi như vậy?
Từ trường được sinh ra bởi dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng
Từ trường được sinh ra bởi dòng điện chạy qua dây dẫn thẳng
Tương tự với dòng điện trong dây dẫn, dòng điện trong plasma cũng tạo ra những đường vòng từ trường. Tuy nhiên, không giống dây dẫn cố định, môi trường plasma có thể lưu chuyển. Nhưng dòng điện trong plasma vẫn giữ hình dạng sợi chính là vì khi dòng điện chạy qua, các vòng tròn từ tính - sinh ra từ chính dòng điện đó - đã "kẹp chặt" và định hình dòng điện thành hình sợi. Nói một cách khác, lực từ sinh ra đã bóp chặt sợi dây dẫn điện. Những dòng điện hình dây trong plasma còn được gọi là dòng điện Birkeland.
Đường từ trường (màu vàng) đã "kẹp" dòng điện Birkeland thành hình sợ dài (trụ màu tím)
Đường từ trường (màu vàng) đã "kẹp" dòng điện Birkeland thành hình sợ dài (trụ màu tím)
Bây giờ, nếu có hai sợi điện nằm gần nhau trong plasma (hình bên) thì điều gì sẽ xảy ra? Ban đầu, từ trường tạo ra bởi mỗi sợi hút lẫn nhau và có xu hướng nhập với nhau. Tương tác điện từ này khiến hai sợi tiến lại gần nhau hơn (phần trên). Sau đó, từ trường xoay vòng làm cho hai sợi xoay quanh nhau (phần dưới). Đây gọi là một xoáy plasma.
Nhưng một khi chúng đủ gần, thì một lực đẩy được sinh ra giữ chúng tách rời nhau. Điều thực sự xảy ra là các hạt trong plasma được kéo lại gần nhau bởi cái được gọi là lực Lorentz, do vậy plasma co cụm lại. Nhưng rồi, sự co cụm lại bị chống lại bởi áp suất khí ngày càng tăng của plasma. Lực hút và lực đẩy cùng hành động để tạo ra một cấu hình rất ổn định, trong đó hai sợi giữ cách nhau một khoảng cách nhất định. Chúng không thể hợp nhất, nhưng chúng cũng không thể tách rời.
 Nhà vật lý Anthony Peratt mô phỏng sự hình thành của thiên hà trên siêu máy tính sử dụng chuyển động xoắn ốc của các sợi trong plasma
Nhà vật lý Anthony Peratt mô phỏng sự hình thành của thiên hà trên siêu máy tính sử dụng chuyển động xoắn ốc của các sợi trong plasma

10. Động cơ homopolar

Dòng điện Birkeland và chuyển động xoắn ốc của hai sợi điện có liên quan chặt chẽ đến một khái niệm khác: động cơ homopolar (động cơ Faraday). Chúng hoạt động dựa trên lực tạo ra bởi tương tác giữa dòng điện và từ trường (lực Lorentz hay lực Laplace).
Động cơ Homopolar đơn giản
Bất cứ vật liệu dẫn điện nào có dòng điện chạy qua và nằm trong từ trường cũng chịu tác động của lực Lorentz như vậy. Điều này cũng áp dụng đối với các thiên thể.
Lập luận bằng phương pháp ngoại suy và áp dụng nguyên lý của động cơ homopolar vào các thiên thể như các ngôi sao và hành tinh, chúng ta thấy rằng nam châm "bên trong" của thiên thể đóng vai trò cái nam châm hình trụ của động cơ. Nguồn điện bên ngoài thiên thể đóng vai trò cục pin. Và dòng điện Birkeland đi qua plasma xung quanh thiên thể đóng vai trò sợi dây điện đóng mạch bằng cách kết nối pin với nam châm.
Nếu một thiên thể là dẫn điện, có dòng điện chạy qua và nằm trong từ trường, nó cũng sẽ phải chịu lực Lorentz. Nhìn theo cách này, các ngôi sao và hành tinh là những động cơ homopolar khổng lồ, và do đó chúng quay. Vì vậy, khi dòng điện hay từ trường giảm cường độ, tốc độ quay cũng sẽ giảm theo. Đối với các nhà vũ trụ học plasma, lực đẩy khiến các ngôi sao quay chính là điện.
---Hết phần tóm lượt---

Bình luận

Nếu nhìn vào thuyết trái đất phẳng (flat earth) bạn dễ dàng nhận ra tính bất khả thi của nó, thì thuyết vũ trụ điện này sẽ làm bạn nghĩ nó giống như một trò đùa, một trò đùa lớn chứa rất nhiều trò đùa nhỏ bên trong. Bởi vì tính dễ hiểu của nó khiến người ta nghi ngờ, không thể nào mà vũ trụ học lại dễ giải thích và dễ nắm bắt đến như vậy được. Nhưng khi bạn nhìn kỹ hơn vào các ý tưởng đằng sau nó, các lý thuyết và cách giải thích đơn giản đễ hiểu của nó, với một sự công bằng và tâm hồn cởi mở, thì bạn có thể thấy được một số bài học rất thú vị. Bạn sẽ thấy plasma thực sự là dạng vật chất thông thường phong phú, những "cơn gió" mặt trời là những dòng điện, và điện có ở khắp mọi nơi xung quanh bạn.
Tất nhiên vẫn sẽ có những mặt hạn chế của thuyết vũ trụ điện, vì nó vẫn không thể lý giải được một số các hiện tượng cũng như bản chất của vũ trụ. Nhưng tôi hy vọng trong tương lai khi chúng ta có những cách thức quan sát tiên tiến hơn, khi mà công nghệ được cải thiện, lý thuyết này sẽ giúp chúng ta có được những mảnh ghép đầy đủ hơn cho bản chất của toàn bộ vũ trụ.
-Cj-