Kristian birkeland

Kristian Olaf Bernhard Birkeland (13 de diciembre de 1867 - 15 de junio de 1917) fue un científico noruego. Es mejor recordado por sus teorías de las corrientes eléctricas atmosféricas que aclararon la naturaleza de la aurora boreal. Para financiar su investigación sobre las auroras, inventó el cañón electromagnético y el proceso de Birkeland-Eyde para fijar nitrógeno del aire. Birkeland fue nominado siete veces al Premio Nobel.

Vida y muerte

Birkeland nació en Christiania (hoy Oslo) de Reinart Birkeland e Ingeborg (née Ege) y escribió su primer artículo científico a la edad de 18 años. Birkeland se casó con Ida Charlotte Hammer en mayo de 1905. No tuvieron hijos y, debido a Debido a la preocupación de Birkeland por su trabajo, se divorciaron en 1911.

Sufriendo de paranoia severa debido a su uso de barbital como ayuda para dormir, murió en circunstancias misteriosas en su habitación en el Hotel Seiyoken en Tokio mientras visitaba a sus colegas en la Universidad de Tokio. Una autopsia reveló que Birkeland había tomado 10 g de barbital la noche de su muerte, en lugar de los 0,5 g recomendados. La hora de la muerte se estimó a las 3 am del 15 de junio de 1917. Algunos autores han afirmado que se suicidó. "Sobre la mesita de noche yacía un revólver".

Investigación

Kristian Birkeland

Birkeland organizó varias expediciones a las regiones de latitudes altas de Noruega, donde estableció una red de observatorios bajo las regiones aurorales para recopilar datos del campo magnético. Los resultados de la Expedición Polar Noruega realizada entre 1899 y 1900 contenían la primera determinación del patrón global de corrientes eléctricas en la región polar a partir de mediciones del campo magnético terrestre. El descubrimiento de los rayos X inspiró a Birkeland a desarrollar cámaras de vacío para estudiar la influencia de los imanes en los rayos catódicos. Birkeland notó que un haz de electrones dirigido hacia una terrella, un modelo de la Tierra que consiste en un imán esférico, fue guiado hacia los polos magnéticos y produjo anillos de luz alrededor de los polos y concluyó que la aurora podría producirse de manera similar. Desarrolló una teoría en la que los electrones energéticos eran expulsados de las manchas solares en la superficie solar, dirigidos a la Tierra y guiados a las regiones polares de la Tierra por el campo geomagnético donde producían la aurora visible. Esta es esencialmente la teoría de la aurora actual.

Birkeland propuso en 1908 en su libro The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902–1903 que las corrientes eléctricas polares, hoy denominadas electrochorros aurorales, estaban conectadas a un sistema de corrientes que fluían a lo largo de líneas de campo geomagnético. dentro y fuera de la región polar. Estas corrientes alineadas con el campo se conocen hoy como corrientes de Birkeland en su honor. Proporcionó un diagrama de corrientes alineadas con el campo en el libro, y este diagrama se reprodujo en el reverso del billete de banco de la séptima serie de 200 coronas noruegas en la esquina inferior derecha, y su experimento terrella se muestra en el anverso a la izquierda con un retrato. de Birkeland a la derecha. El libro sobre la expedición de 1902-1903 contiene capítulos sobre tormentas magnéticas en la Tierra y su relación con el Sol, el origen del propio Sol, el cometa Halley y los anillos de Saturno.

La visión de Birkeland de lo que ahora se conoce como corrientes de Birkeland se convirtió en la fuente de una controversia que continuó durante más de medio siglo, porque su existencia no podía confirmarse únicamente a partir de mediciones en tierra. Su teoría fue discutida y ridiculizada en ese momento como una teoría marginal por parte de los científicos principales, más notoriamente por el eminente geofísico y matemático británico Sydney Chapman, quien argumentó la opinión general de que las corrientes no pueden cruzar el vacío del espacio y, por lo tanto, las corrientes deben generarse. por la tierra La teoría de la aurora de Birkeland siguió siendo rechazada por los principales astrofísicos después de su muerte en 1917. Fue defendida notablemente por el científico del plasma sueco Hannes Alfvén, pero el trabajo de Alfvén, a su vez, también fue cuestionado por Chapman.

La prueba de la teoría de la aurora de Birkeland solo llegó en 1967 después de que se enviara una sonda al espacio. Los resultados cruciales se obtuvieron del satélite 1963-38C de la Marina de los EE. UU., lanzado en 1963 y que transportaba un magnetómetro sobre la ionosfera. Se observaron perturbaciones magnéticas en casi todos los pases sobre las regiones de alta latitud de la Tierra. Estas se interpretaron originalmente como ondas hidromagnéticas, pero en un análisis posterior se descubrió que se debían a corrientes alineadas con el campo o de Birkeland.

La escala de las empresas de investigación de Birkeland era tal que la financiación se convirtió en un obstáculo abrumador. Reconociendo que la invención tecnológica podía generar riqueza, desarrolló un cañón electromagnético y, con algunos inversores, formó una empresa de armas de fuego. El cañón de bobina funcionó, excepto que no se produjeron las altas velocidades iniciales que predijo (600 m/s). Lo máximo que pudo obtener de su máquina más grande fue de 100 m/s, lo que corresponde a un alcance de proyectil decepcionante de solo 1 km. Así que renombró el dispositivo como un torpedo aéreo y organizó una demostración con el objetivo expreso de vender la empresa. En la demostración, una de las bobinas hizo un cortocircuito y produjo un arco inductivo sensacional con ruido, llamas y humo. Este fue el primer fracaso de cualquiera de los lanzadores que había construido Birkeland. Se podría haber reparado fácilmente y organizado otra manifestación.

Sin embargo, el destino intervino en la forma de un ingeniero llamado Sam Eyde. En una cena solo una semana después, Eyde le dijo a Birkeland que había una necesidad industrial del mayor relámpago que se pueda traer a la Tierra para hacer fertilizante artificial. La respuesta de Birkeland fue: "¡Lo tengo!" No hubo más intentos de vender la compañía de armas de fuego, y trabajó con Eyde solo el tiempo suficiente para construir un dispositivo de arco de plasma para el proceso de fijación de nitrógeno. La pareja trabajó para desarrollar el horno prototipo en un diseño que fuera económicamente viable para la fabricación a gran escala. La empresa resultante, Norsk Hydro, enriqueció enormemente a Noruega, y Birkeland disfrutó de una financiación adecuada para la investigación, su único interés real.

El proceso de Birkeland-Eyde es relativamente ineficiente en términos de consumo de energía. Por lo tanto, en las décadas de 1910 y 1920, fue reemplazado gradualmente en Noruega por una combinación del proceso de Haber y el proceso de Ostwald.

En 1913, Birkeland pudo haber sido el primero en predecir que el plasma era omnipresente en el espacio. Escribió: "Parece ser una consecuencia natural de nuestros puntos de vista suponer que todo el espacio está lleno de electrones e iones eléctricos voladores de todo tipo". Hemos supuesto que cada sistema estelar en evolución arroja corpúsculos eléctricos al espacio. No parece descabellado, por tanto, pensar que la mayor parte de las masas materiales del universo se encuentran, no en los sistemas solares o nebulosas, sino en espacios 'vacíos' espacio."

En 1916, Birkeland fue probablemente la primera persona en predecir con éxito que el viento solar se comporta como todas las partículas cargadas en un campo eléctrico: "Desde un punto de vista físico, lo más probable es que los rayos solares no sean exclusivamente rayos negativos ni positivos, sino de ambos tipos". En otras palabras, el viento solar se compone tanto de electrones negativos como de iones positivos.

Kristian Birkeland y su experimento de terrella

El primer mapa completo de la ubicación estadística de las corrientes de Birkeland en la región polar de la Tierra fue desarrollado en 1974 por A.J. Zmuda y J.C. Armstrong y refinado en 1976 por T. Iijima y T.A. potemra

Como académico con amplios intereses, Birkeland se unió a la comisión de control de NSFPS (Sociedad Noruega para la Investigación Psíquica). Los 299 miembros de la sociedad incluían, en 1922, personas como el primer ministro Gunnar Knudsen, así como una amplia gama de médicos, profesores y armadores. La sociedad organizó círculos para experimentar con mesas de baile y escritura automática, pero atrajo más la atención organizando experimentos controlados con médiums extranjeros invitados. En 1912 fue la supuesta médium Etta Wriedt de Detroit, famosa por su 'trompeta espiritual', quien fue expuesta como un fraude. La "trompeta" de la Sra. Wriedt debería haber estado hablando con la "voz espiritual" de, entre otros, Hipatia, pero en Noruega el "toque de trompeta" quedaron expuestas como explosiones producidas por potasio y agua. El profesor Birkeland exclamó en esa ocasión: "Supuestamente estoy en contra de todas las quemas de brujas, pero una pequeña en honor a la Sra. Wriedt no se habría interpuesto".

Legado

La teoría de la aurora de Birkeland fue finalmente confirmada y aceptada como correcta.

Un ejemplo de uno de sus experimentos se muestra en el anverso izquierdo de una versión anterior del billete de 200 coronas noruegas; muestra una terrella imantada, simulando la Tierra, suspendida en una cámara al vacío. La cara de Birkeland aparece por segunda vez en una marca de agua en el espacio en blanco sobre el dibujo de la terrella, y su magnetosfera rudimentaria aparece en la parte posterior, pero solo es visible bajo la luz ultravioleta. El anillo que rodea el polo magnético representado en el reverso del billete de banco es similar a los patrones predichos por Birkeland y mostrados más recientemente por satélites. Su dibujo de lo que se conoció como corrientes de Birkeland de su libro, The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902–1903, se muestra en el reverso del billete a la derecha.

En 2017, Yara International ordenó el Yara Birkeland, que será el primer barco autónomo del mundo y lleva el nombre de Birkeland. Entrará en servicio en 2018 y será totalmente autónomo en 2020.

Cotizaciones

Parece ser una consecuencia natural de nuestros puntos de vista asumir que todo el espacio está lleno de electrones y iones eléctricos voladores de todo tipo. Kristian Birkeland 1913

Unos pocos pioneros solitarios hacen su camino a altos lugares nunca antes visitados... crean las condiciones de vida de la humanidad y la mayoría viven en su trabajo. Kristian Birkeland