تيريلا

الـ terrella ( الكلمة اللاتينية التي تعني " الأرض الصغيرة " ) هي كرة نموذجية صغيرة ممغنطة تمثل الأرض ، ويعتقد أنها اخترعت من قبل الطبيب الإنجليزي ويليام جيلبرت أثناء بحثه في المغناطيسية ، وتم تطويرها بشكل أكبر بعد 300 عام من قبل العالم والمستكشف النرويجي كريستيان بيركلاند ، أثناء بحثه في الشفق القطبي .

تم استخدام نماذج Terrellas حتى أواخر القرن العشرين لمحاولة محاكاة الغلاف المغناطيسي للأرض ، ولكن تم استبدالها الآن بعمليات محاكاة حاسوبية.

كرّس ويليام جيلبرت ، الطبيب الملكي للملكة إليزابيث الأولى ، جزءًا كبيرًا من وقته وجهده وموارده لدراسة مغناطيسية الأرض . كان معروفًا منذ قرون أن إبرة البوصلة المعلقة بحرية تشير إلى الشمال. وقد وجد باحثون سابقون (بمن فيهم كريستوفر كولومبوس ) أن هذا الاتجاه ينحرف قليلًا عن الشمال الحقيقي، وأظهر روبرت نورمان أن القوة المؤثرة على الإبرة ليست أفقية بل مائلة باتجاه الأرض.

كان تفسير ويليام جيلبرت أن الأرض نفسها عبارة عن مغناطيس عملاق، وقد برهن على ذلك من خلال صنع نموذج مصغر للأرض المغناطيسية، وهو عبارة عن كرة مصنوعة من حجر مغناطيسي . وبتمرير بوصلة صغيرة فوق الكرة، أوضح جيلبرت أن البوصلة الأفقية تشير إلى القطب المغناطيسي، بينما يشير مؤشر الميل ، المتوازن على محور أفقي عمودي على المحور المغناطيسي، إلى "الميل المغناطيسي" الصحيح بين القوة المغناطيسية والاتجاه الأفقي. وقد نشر جيلبرت لاحقًا نتائجه في كتابه " De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure " عام 1600.

كان كريستيان بيركيلاند فيزيائيًا نرويجيًا حاول، حوالي عام 1895، تفسير سبب ظهور أضواء الشفق القطبي فقط في المناطق المتمركزة عند الأقطاب المغناطيسية.

قام بمحاكاة التأثير بتوجيه أشعة الكاثود (التي تم تحديدها لاحقًا على أنها إلكترونات ) نحو كرة أرضية داخل خزان مفرغ من الهواء، ووجد أنها تُنتج بالفعل توهجًا في المناطق المحيطة بقطبي الكرة. وبسبب وجود غاز متبقٍ في الخزان، حدد التوهج أيضًا مسار الجسيمات. لم يستطع هو ولا زميله كارل ستورمر (الذي حسب هذه المسارات) فهم سبب تجنب الشفق القطبي الفعلي للمنطقة الواقعة مباشرة فوق القطبين. اعتقد بيركلاند أن الإلكترونات تأتي من الشمس ، نظرًا لارتباط الانفجارات الشفقية الكبيرة بنشاط البقع الشمسية .

قام بيركلاند ببناء العديد من نماذج التيريللا. وأعيد بناء إحدى تجارب التيريللا الكبيرة في ترومسو ، النرويج . ^{[ 2 ]}

قام البارون الألماني كارل رايشنباخ (1788-1869) أيضاً بتجربة جهاز "تيريلا". استخدم مغناطيساً كهربائياً، وُضع داخل كرة حديدية مجوفة كبيرة، وتم فحص هذا الجهاز في غرفة مظلمة تحت درجات متفاوتة من التكهرب.

استخدم برونبرغ وداتنر في السويد ، حوالي عام 1950، جهازًا يُسمى "تيريلا" لمحاكاة مسارات الجسيمات في المجال المغناطيسي للأرض. وفي الاتحاد السوفيتي ، حوالي عام 1972، بنى بودغورني أجهزة "تيريلا" وُجّه إليها تدفق من البلازما ، لمحاكاة الرياح الشمسية. وأجرى حافظ الرحمن في جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، تجارب أكثر واقعية حوالي عام 1990. جميع هذه التجارب يصعب تفسيرها، ولا تستطيع أبدًا قياس جميع المعايير اللازمة لمحاكاة الغلاف المغناطيسي للأرض بدقة، ولهذا السبب استُبدلت هذه التجارب الآن تمامًا بمحاكاة الحاسوب .

وقد قام فريق من الفيزيائيين في معهد علم الكواكب والفيزياء الفلكية في غرونوبل بفرنسا مؤخراً بتطوير تجارب التيريللا لإنشاء "بلانيتيريلا" التي تستخدم كرتين ممغنطتين يمكن التحكم بهما لإعادة إنتاج العديد من الظواهر الشفقية المختلفة. ^{[ 3 ]}

• موقع ناسا التعليمي حول تيريلا