Over het ‘gravito-thermal effect’ dispuut

Deze link duikt nu met enige regelmaat op in de discussies. De studie van Nikolov en Zeller  suggereert dat de temperatuur van een planeet of maan een functie is van de zonne-instraling en de atmosferische druk als gevolg van de massa en zwaartekracht van de planeet. Ze onderbouwen dit door de formule los te laten op onze maan, de manen Triton en Titan en de planeten Aarde, Mars en Venus, hetgeen deze relatie oplevert (fig4 in de studie):

ClimateGraphic

 De conclusie van de studie is dan ook dat de meest aannemelijke forcing van de oppervlaktetemperatuur is de compressie van atmosfeer. De consequentie hiervan is dat alle theorieën over broeikaseffect, de rol van CO2, feedbacks, etc naar het rijk der fabelen zouden moeten worden verwezen en bovendien dat de temperatuur op Aarde min of meer constant zal blijven binnen een geringe marge. Voer dus voor een nieuwe discussie.

Maar eerst, deze ideeën zijn niet nieuw. Een soortgelijke studie is ook al eens enige jaren eerder gepubliceerd door Volokin en Rellez maar deze is later ingetrokken en ik kon hem dan ook niet zo gauw terugvinden. Ik herinner me dat deze studie werd bekritiseerd onder meer vanwege de toch iets grotere afwijking van Titan in het plaatje. Pikante noot: dezelfde auteurs, alleen de namen achterstevoren. Iets soortgelijks is overigens ook al eerder voorgesteld door Hans Jelbring.

De (hypo)these’s van Jelbring, Nikolov en Zeller veronderstelt dat het samendrukken van de gassen onder invloed van zwaartekrachten tot een permanent hogere temperatuur leidt. De gangbare opvatting is echter dat gassen in een evenwichtssituatie ook onder invloed van de zwaartekracht uiteindelijk overal dezelfde temperatuur (isotherm) zullen bereiken. Dit veronderstelt dat de temperatuurafname met de hoogte het gevolg is van de verwarming van de atmosfeer aan de onderkant terwijl het door uitstraling afkoelt aan de bovenkant.

Het is duidelijk dat de ideeën van Jelbring, Nikolov en Zeller onder de gangbare opvatting niet acceptabel zijn. Zij baseren hun werk op een situatie waarbij het gas aan de onderkant van de atmosfeer ook in evenwicht een hogere temperatuur moet hebben. Dit nu, is feitelijk al een eeuwenoud dispuut. Maxwell en Boltzmann, aartsvaders van de thermodynamica uit de negentiende eeuw, waren de bedenkers van de isotherme ‘atmosfeer’  in een evenwichtssituatie (Maxwell Boltzmann distributie) en baseerden dat op de tweede wet van de thermodynamica. Richard Feynman legt dat hier uit met fig 40.1. Ik zal verder niet in details treden maar Ik had dat hier al eens behandeld.

Josef Loschmidt was wellicht de eerste dit dit beginsel in twijfel trok. Wanneer men gas samendrukt, bijvoorbeeld in de fietsband of in de atmosfeer onder invloed van de zwaartekracht, warmt het op. Loschmidt beargumenteerde dat deze opwarming in een zwaartekrachtveld  een permanente evenwicht situatie is (gravito thermal effect). Het dispuut is feitelijk nimmer “gesettled” en duurt door tot de dag van vandaag.

Men zou Loschmidts gravito thermal effect als volgt kunnen beargumenteren. Moleculen hebben massa en reageren als alle lichamen op zwaartekracht is, als ze ‘vallen’, versnellen ze en als ze omhoog bewegen, vertragen ze. Men kan dit het beste beschouwen als een vraagstuk van energie. Moleculen bevatten diverse vormen van energie; de potentiële energie, evenredig met de hoogte van het betreffende deeltje in het zwaartekrachtveld; en de interne energie, die weer bestaat uit energie, inwendig in het molecuul enerzijds, bijvoorbeeld door de trillingen van de individuele atomen en de kinetische energie anderzijds, afhankelijk van de snelheid van het gehele molecuul in de omgeving,

Het gaat nu om de kinetische en potentiële energie. In een afgesloten systeem is de som daarvan constant. Gemiddeld hebben alle moleculen dan dus dezelfde hoeveelheid energie. Wanneer nu onder de invloed van de zwaartekracht de moleculen tenderen om meer naar beneden te bewegen, zetten ze potentiële energie om in kinetische energie. Ergo, ze vallen en gaan sneller bewegen hetgeen equivalent is met het hebben van een hogere temperatuur. Hierdoor is het bovenin kouder en onderin warmer. Is deze situatie nu in evenwicht of zal uiteindelijk de temperatuur overal weer gelijk worden getrokken? De uitwisseling van warmte van laag naar hoog is echter nog steeds een kwestie van de beweging van de individuele moleculen, en omhoog bewegende moleculen vertragen, doordat ze kinetische energie omzetten in potentiële energie, en dat vertaalt zich ernaar dat die vertraging warmte kost, waardoor de temperatuur bovenin niet hoger meer zou kunnen worden. Er zou dus wel degelijk evenwicht kunnen zijn ondanks het temperatuurverschil.

Maar zo eenvoudig is het allemaal nog niet. Voor de liefhebbers zijn hier enige  discussies terzake, bij Judith CurryChristian FrønsdalClaes Johnson. Het moge duidelijk zijn dat alleen experiment uitkomst kan brengen.

Per slot van rekening bepalen wij met onze aannames, hypotheses en wetten niet wat de natuur gaat doen. We moeten ze aanpassen aan de natuur, ‘ongeacht hoe mooi onze gok is of hoe slim we zijn, of wat de naam is van degene die het verzonnen heeft’, hetzij Maxwell, of Boltzmann of Loschmidt. Hier is trouwens zo’n experiment en hier is er nog  één.

“This paper presents results on observations of a temperature difference between the top and bottom of a vessel filled with gas in a gravitational field. The observed temperature at the top of the vessel was always lower than the temperature at the bottom of the vessel, and this temperature difference was persistent and steady over more than 20 h.”

 

Ergo het lijkt erop dat experiment Loschmidt ondersteunt tegen de algemeen aanvaarde beginselen van Maxwell en Boltzmann. De heren fysici moeten zich maar eens goed achter de oren krabben. Stel nu dat Loschmidt inderdaad gelijk heeft, dan kunnen Jeltsin, Nikolov en Zeller ook gelijk hebben. Dat betekent dat (het merendeel van) de warmte in de atmosfeer niet te danken is aan broeikaseffect maar aan zwaartekracht. Uiteraard haalt dit de fundamenten weg uit de broeikastheorie en thermageddon.

Naschrift: Merk op dat het niet om mijn mening gaat, maar over de meningen van anderen. Ik probeer slechts te beschrijven wat er op dit gebied gaande is. Mocht ik al een mening hebben, dan is dat de experimenten voor “gravito thermal effect” minutieus moeten worden gecontroleerd en gerepliceerd. Wanneer men er geen gaten in kan schieten dan moet men de consequenties aanvaarden en de isotherme atmosfeer van Maxwell en Boltzmann bijzetten in het museum van curieuze dwalingen, tussen het potje met flogiston en de vitrine klimaatveranderingssprookjes.

 
Door | 2017-10-06T13:46:41+00:00 24 augustus 2017|20 Reacties

20 Reacties

  1. Boels 24 augustus 2017 om 10:16- Antwoorden

    Het CO2-verhaal is de basis van de Groene Grondwet.
    Het is de onderzoeker dus verboden om daar aan te twijfelen.
    Alleen de gitaar van Feynman is nog van belang.

    Bestaan er eigenlijk nog wel natuurkunde/scheikunde praktica waar Arrhenius op de “pijnbank” wordt gelegd?

    • Andre Bijkerk 24 augustus 2017 om 13:39- Antwoorden

      Misschien moet er nog wel meer natuurkunde/scheikunde op de pijnbank. Bijvoorbeeld de droge adiabatische lapse rate. Kom ik misschien nog op terug.

      Feynman speelde overigens bongo’s

      https://www.youtube.com/watch?v=qWabhnt91Uc

  2. jhon nijhoff 24 augustus 2017 om 12:48- Antwoorden

    Zwaartekracht is pseudo wetenschap !
    https://newscientist.nl/opinie/zwaartekracht-bestaat-niet/

  3. Andre Bijkerk 24 augustus 2017 om 13:35- Antwoorden

    Het kleine foutje dat ik heb laten zitten is nog door niemand opgemerkt. Is het allemaal wel leesbaar? Dit betreft een essentieel stukje dwaling in de natuurkunde dat wellicht al eeuwenlang over het hoofd is gezien.

  4. ducdorleans 24 augustus 2017 om 16:12- Antwoorden

    “gepubliceerd door Volokin en Rellez” … lees even de namen van achter naar voor … 🙂 …

    die studie is trouwens niet “ingetrokken” omdat er onzin zou instaan, maar omdat de hele goegemeente op hun achterste poten stond, wegens het gebruik van die “pseudoniemen” …

    en “bovendien dat de temperatuur op Aarde min of meer constant zal blijven binnen een geringe marge” is imho ook een verkeerde interpretatie … die “algemene verwachte temperatuur”, waarop bovendien nog een hoop andere cyclische temperatuur bepalende krachten werken, is recht evenredig met de zonne-instraling, en omgekeerd evenredig met de atmosferische druk aan het aardoppervlak … zeker die TOA instraling weten we weinig van … behalve dat we die nu gedurende een paar jaar hebben gemeten … maar of die constant is ? … waarom zou de zon in intensiteit niet mogen of kunnen veranderen in functie van de tijd ? …

  5. Hans Erren 24 augustus 2017 om 18:25- Antwoorden

    Bij de overweging van deze theorie is het altijd gied om te overdenken wat er gebeurt met het systeem in rust aks we de zon uit zouden zetten. Wat zal er gebeuren bij een planeet met een transparante atmosfeer zonder zon die warmte toevoegt? De atmosfeer zal warmte gaan afstralen. De warme bodem en zeeoppervlak zijn de sterkste radiatoren, vervolgens treedt er temperatuurinversie op, de atmosfeer koelt van beneden naar boven, iets dat we ook waarnemen tijdens de poolnacht in Antarctica, en tijdens de koude winters in Siberie en Alaska.
    http://members.casema.nl/errenwijlens/co2/baroim190203.gif

    • Andre Bijkerk 24 augustus 2017 om 23:56- Antwoorden

      Helemaal mee eens.
      De strekking van Jelbring Nikolov en Zeller is meer dat gravitatie atmosferische dichtheid en zonne-instraling, de hoofd parameters zijn voor de temperatuur op een planeet. Je moet de zon dus niet uitzetten. Het is onderdeel van het geheel. Ze menen echter dat dit impliceert dat secundaire IR stralingen in allerlei vormen daarop niet of nauwelijks invloed hebben.

      Ik kan dat billiken, nogmaals een toenemende hoeveelheid CO2 zou tot verhoging van back radiation kunnen leiden, maar het leidt ook tot een versnelde uitstraling naar de ruimte ook van warmte die niet door straling (maar door convectie en advectie) in de atmosfeer terecht is gekomen. En een koudere atmosfeer straalt minder terug (Stefan Boltzmann). In dat licht is het niet eens duidelijk of meer broeikassen tot opwarming of tot afkoeling zal leiden.

    • ducdorleans 25 augustus 2017 om 10:52- Antwoorden

      “Wat zal er gebeuren bij een planeet met een transparante atmosfeer zonder zon die warmte toevoegt? De atmosfeer zal warmte gaan afstralen. De warme bodem en zeeoppervlak zijn de sterkste radiatoren, …”

      dus: we hebben een bol, onze Planeet, met een transparante atmosfeer, dus een atmosfeer die alle straling voor 100% doorlaat, van welke richting ze ook komt, MAAR we hebben geen zon …

      ok … bon …

      maar waar komt dan die “warme bodem” ergens vandaan ? … of het “warme zeeoppervlak” ? … waarvandaan komt de energie om die bodem, of dat zeeoppervlak, “warm” te maken ? … en te houden ?

      • Hans Erren 25 augustus 2017 om 19:11- Antwoorden

        Dat is dus precies de vraag: hoe kan het gravito-thermal Effect een planeet warm houden want de energie lekt weg door straling. Het gravito-thermal effect werkt uitstekend bij een wolk waterstof. Het gravito-thermal staat namelijk aan de basis van de theorie van stervorming. Een samentrekkende waterstofgaswolk zal in temperatuur stijgen, namelijk omdat waterstof maar heel weinig kan stralen, alleen in het 21 cm radiogebied. Pas als de temperatuur ver stijgt vindt er vorming van plasma plaats, dat als een zwarte straler kan gaan optreden. Bij een atmosfeer van stikstof is er ook geen mogelijkheid om te koelen, en theoretisch zou een stikstofatmosfeer in temperatuur moeten gaan stijgen, ware het niet dat stikstof de warmte kan afgeven aan wolken, waterdamp, aardoppervlak en CO2, die allemaal wel goede stralers zijn. Het stralingsoppervlak krijgt de evenwichtstemperatuur, bij Venus en Jupiter zijn dat het wolkenoppervlak. Op aarde is het een complexe mix van verschillende schillen.

        • Andre Bijkerk 25 augustus 2017 om 20:31- Antwoorden

          Allemaal waar, maar daar gaat het niet om. De vraag is of in een gas in een zwaartekracht veld wel of geen thermische gradiënt kan ontstaan ten gevolge van die zwaartekracht. Dat in- en uitstraling daar allerlei modificaties aan aanbrengt, is duidelijk maar daar gaat het ook niet om.

          Als er een gradiënt ontstaat dan neemt dat de basis weg onder de eerste zin van de uitleg van broeikas effect: zonder broeikaseffect zou de aarde 33 graden kouder zijn. Nee dus want de gravitatie zorgt voor een basis temperatuursverhoging. Het is dus minder of misschien wel de andere kant op.

        • Hans Erren 25 augustus 2017 om 20:53- Antwoorden

          Nee de gradient zorgt niet voor een verhoging, het evenwichtsniveau is het stralingsoppervlak, dat is op aarde het aardoppervlak kijk maar eens naaepr een infraroodfoto van de Sahara. Vanaf dit stralingsevenwichtsoppervlak vindt er een temperatuurverlaging naar boven toe plaats. Alleen bij bijvoorbeeld Venus en Jupiter, waar het wolkenoppervlak de evenwichtstemperatuur bepaalt, is er een netto gravito-thermaal effect naar beneden toe,.

  6. Tije 24 augustus 2017 om 22:33- Antwoorden

    Goed stuk! Redelijk toegankelijk geschreven.

  7. Guus Derksen 25 augustus 2017 om 11:18- Antwoorden

    Naast de 3 genoemde planeten zijn er nog 4, dacht ik. Misschien kan de temperatuur daarop met sondes gemeten worden; dan zou de theorie worden gesteund dan wel onderuit gehaald. Gewoon even geduld hebben..

  8. Jan Goffa 25 augustus 2017 om 13:22- Antwoorden

    Werd deze theorie ook bevestigd of tegengesproken door andere terrestrische planeten of manen ? Of werden uitsluitend de vernoemde hemellichamen bestudeerd ?

    • Andre Bijkerk 25 augustus 2017 om 20:47- Antwoorden

      Ik denk dat het probleem is dat er alleen van deze hemellichamen voldoende gegevens bekend zijn. De overige drie planeten (Jupiter, Neptunus, Uranus) zijn ‘gasreuzen’. Ze hebben waarschijnlijk een harde kern. Van Jupiter wordt aangenomen dat het er aan de binnenkant behoorlijk warm is.

  9. Wiersma 26 augustus 2017 om 04:30- Antwoorden

    Grutjes. Zou het dan toch kunnen dat MASSA de leidende vorm is als het gaat om het kunnen absorberen én uitstralen van energie?
    Ik snapte al nooit waarom een zwarte asfalt weg zo veel heter werd dan wit piepschuim in de broeiende zon, of dat kogels van lood zijn ipv pingpong ballen, maar zo langzamerhand begint het iets te dagen. Denk ik. Geloof ik. Toch?

    Maar ‘zwaartekracht’ is net zo’n lousy tokkie term als ‘zwart gat/black hole’.
    Zwaartekracht bestaat niet: aantrekkingskracht wel.
    En het is ook geen black hole, maar black WHOLE.

    Er zijn/bestaan geen zwarte gaten in het universum. Het lijkt misschien zo, maar het tegendeel is waar. In een black whole bevinden zich geimplodeerde moleculen/atomen, waardoor de aantrekkingskracht zo groot is dat zelfs licht wordt aangetrokken.

    Het is écht niet zo dat licht vanwege zijn ‘zwaarte’ in dat ‘zwarte gat’ ‘valt’.
    Zie het als een magneet. Een stukje ijzer ‘valt’ ook niet naar die magneet vanwege zijn
    ‘zwaarte’: nee, het stukje ijzer wordt aangetrokken door die magneet.

    En ja, een samengeperst gas bevat per kuub meer moleculen, en dus meer massa.
    In het luchtledige/universum is het loeikoud, zelfs op relatief korte afstand van de zon omdat er domweg geen massa is om die straling om te zetten in warmte.
    Hoe ingewikkeld kan het zijn?

    En ja, een gas samenpersen verhoogd de temperatuur (en druk dus) van dat gas, en weer ontlaten koelt het gas af en verlaagd de druk. De stoommachine is op dit principe gebaseerd. Maar dan omgekeerd.

    Maar is het zo dat water, of een gasfles vol propaan, continu warmer is dan zijn omgeving?
    Ik denk (weet zeker) van niet.

    Op 10 km hoogte is de temp zo ongeveer 60 graden onder nul.
    Waarom? Omdat daar de lucht bijzonder ijl is, en dus weinig massa heeft.

    In het universum/luchtledige is het ongeveer 270 graden onder nul.
    Waarom? Omdat daar geen massa is.

    In het centrum van de aarde is het ws tien/honderduizenden/miljoenen graden boven nul.
    Waarom? Kernfusie.

    Op 2000 meter onder het aardoppervlak is het enkele tientallen graden boven nul.
    Waarom? Resultaat /derivaat van kernfusie. ‘Lekwarmte’.

    Al met al.
    Stel: je MOET tzt naar een andere planeet verhuizen.
    WAAR let je op?

    “Ja, water ” zal iedereen als eerste reflex zeggen. Derhalve de NASA nablatend.
    Maar ben je er wel mee met water?
    Want wat te denken van een ‘mars’ magnetisch veld?
    Want zonder kernfusie heb je dus geen ijzeren kern (meer), geen radioactief beschermend schild, sta je stijf van de straling, blaast je atmosfeer langzaam weg, en krijg je temperatuur verschillen van 100 graden+ C per dag/nacht: dat soort dingen.
    Kortom: onleefbaar dus.

    De aarde zou zonder atmosfeer iets van 33 graden koeler zijn: eveneens onleefbaar.
    (minus 18 graden C versus plus 15 graden C gemiddeld nu)
    Oftewel: het universum is nabij het absolute nulpunt (274 graden onder nul) en de aarde zou dan ongeveer al ongeveer 258 graden boven dat absolute nulpunt zijn.
    Oftewel: de aarde zelf warmt zich al op. Door kernfusie.

    Maar er wordt niets maar dan ook helemaal niets gedaan met dat fenomeen dat de aarde zichzelf al opwarmt in de hele ‘klimaat discussie’.
    Tevens geen woord over lekstraling (lees: aardstraling) en de invloed daar weer van op waterdamp (lees: donderwolken) en het resultaat daar weer van: bliksem. (lees: immense afkoeling plus afbraak CO2 plus endotherme energie plus eliminatie radioactieve energie)

    Voor wie het wil zien: het systeem/kringlopen zit zo onvoorstelbaar waanzinnig knap in elkaar dat het nagenoeg Goddelijk is. En we hebben élk aspect van ál die krachten nodig: te beginnen met kernfusie in de aarde/kern.

    Geen kernfusie in een planeet? Vergeet het dan maar. Ook al is er water.

    En compressed air warmt alleen op tijdens het comprimeren. (bij zonneschijn) Verder zal het zich aanpassen. Bij decompressie koelt het af. (’s nachts)
    Ook dit is goddelijk bedacht. Uitdaging voor de mens.
    Zonder uitdaging geen intelligentie.
    Zonder intelligentie no space travel.
    En no space travel zal uiteindelijk einde betekenen van alle leven, omdat de kernfusie op gegeven moment ophoudt.
    En als het leven ophoudt had/heeft God geen enkele zin.
    En een universum zonder leven was totaal zinloos: the biggest fail ever made.

    Je zal maar God zijn en dan een universum creeeren waarin wat hete en koude bolletjes zinloos en doelloos om elkaar heen draaien. Ben je dan God of ben je de grootste sukkel die het universum ooit heeft gecreeerd voortgebracht?

Geef een reactie