Redigerer Kristian Birkeland (avsnitt)

===  Den store boken om nordlyset – The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902–1903 ===
[[Fil:National Day celebration at The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902-1903.jpg|mini|Måleassistentene på Svalbard feirer nasjonaldagen.]]
[[Fil:Magnetic storm diagrams measured from four observation sites.jpg|mini|Diagrammer som viser hyppigheten av magnetstormer på de fire målestasjonene fra desember til mars 1902-1903. I dag kalles slike variasjoner i forholdene i verdensrommet for [[romvær]].]]

Det første bindet av Birkelands verk om nordlysekspedisjonen ble utgitt i begynnelsen av 1908. Det fikk navnet ''The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902–1903''. I boken ble det fortalt utførlig om alle strabasene og de ekstreme værforholdene. Målingene og forsøkene med terrellaen ble analysert og sammenlignet. Det var også mange ligninger og tegninger som blant annet viste magnetfeltene over jordkloden.<ref name=jago146>[[#Jago|Jago: ''Nordlysets gåte'' side 146.]]</ref>

På grunn av Birkelands omfattende kunnskaper om elektromagnetisme og Maxwells ligninger, var han overbevist om at elektriske strømmer i atmosfæren var årsaken til de magnetiske forstyrrelsene som ble målt på bakken. Men han var usikker på årsaken til de sterke strømmene. I bokverket viste han på et kart hvordan hver av forstyrrelsene av magnetfeltmålingene på bakken var forårsaket av en strøm. Dette var markert med piler med lengde og retning. Birkeland observerte mange østvest rettede strømmer, disse kalles i dag for ''elektrojet''.<ref>[[#EgBu|Egeland og Burke: ''The First Space Scientist'' side 70.]]</ref>

På grunnlag av hundrevis av målinger delte Birkeland de geomagnetiske forstyrrelsene inn i tre kategorier: Polar elementærstorm, ekvatorial elementærstorm, og syklomediane stormer. De to første opptrer som positive og negative, alt etter som den nordsørlige komponenten av jordens magnetfelt forsterkes eller svekkes. Birkeland hadde en spesiell evne til å se mønstre i store datamengder, å se sammenheng mellom observasjoner i laboratoriet og målinger i felt. Dette kom godt med for disse analysene.<ref>[[#EgBu|Egeland og Burke: ''The First Space Scientist'' side 72.]]</ref>

Birkeland foretrakk forklaringen om at de polare elementærstormene var forårsaket av sterke horisontale strømmer over nordlyssonen. Han anslo at disse strømmene var på opptil en million [[ampere]], og oppstod i høyder over 100 km. På grunn av styrken av disse strømmene, som greide å forstyrre jordens magnetfelt og skape nordlys, konkluderte han med at bare solen kunne greie å skape de elektromagnetiske kreftene som trengs for dette. Kontroversene om denne hypotesen varte i mer enn 50 år.<ref>[[#EgBu|Egeland og Burke: ''The First Space Scientist'' side 76.]]</ref> Ikke før i 1966 ble Birkelands teori om eksistensen av disse tredimensjonale strømmene bekreftet med satellittmålinger. [[Den internasjonale astronomiske union]] bestemte i 1967 at disse strømmene skulle kalles for ''[[birkelandstrømmer]]''. I bind 2 av ''The Norwegian Aurora Polaris Expedition 1902–1903'' argumenterte han for at elektromagnetiske krefter er like viktige som gravitasjon for å forstå universet.<ref>[[#EgBu|Egeland og Burke: ''The First Space Scientist'' side 77.]]</ref> 

Birkeland brukte ordet «aurora polaris» (polarlys) istedenfor det mer vanlige «aurora borealis» (nordlys) for å understreke at fenomenet oppstår på begge polene. Boken ble skrevet på engelsk, i motsetning til de fleste av hans tidligere publikasjoner, som ble skrevet på fransk. Sidetallet var på 400. Han var meget stolt av denne boken, spesielt fordi en så pen vitenskapelig avhandling aldri før var trykket i Norge. Hovedvekten ble lagt på feltmålingene, mens laboratoriesimuleringene av nordlys var vist på fotografier. Fordi forlaget forventet å få solgt bare noen få hundre eksemplarer dekket Birkeland selv de fleste kostnadene. Det andre bindet ble utgitt i 1913 og var på nesten 450 sider. Senere ble bokverket slått sammen til ett bind. Et tredje bind var planlagt, men ble aldri ferdig.<ref>[[#EgBu|Egeland og Burke: ''The First Space Scientist'' side 67–69.]]</ref>

Den mest kontroversielle påstanden i boken, var at solen var kilden til elektroner som ble fanget opp av jordens magnetfelt og skapte nordlyset. Om solen sender ut elektroner, og disse tas opp av jorden, skulle ikke da solen bli positivt ladet?<ref>[[#Jago|Jago: ''Nordlysets gåte'' side 148.]]</ref>

Boken ble lest og godt mottatt i Frankrike, men ikke i England. Spesielt var [[Royal Society]] svært negative. Birkeland ergret seg mye over dette, siden britene hadde stor innflytelse i forskerverden. Uten gjennomslag her, ville teoriene hans heller ikke få noe særlig utbredelse. Fysikeren [[Arthur Schuster]] (1851–1934) uttalte: «Grensene for hva som er tillatt av [[heterodoksi]] innen vitenskap, er snart nådd.»<ref>[[#Jago|Jago: ''Nordlysets gåte'' side 149 .]]</ref> 

Birkeland planla også å utgi en publikasjon om en mulig sammenheng mellom nordlys, magnetiske stormer, og været. Dette ble heller aldri noe av, og senere i livet tvilte han på sin opprinnelige hypotese om at det kunne være noen sammenheng mellom cirrusskyer og nordlys.<ref>[[#EgBu|Egeland og Burke: ''The First Space Scientist'' side 69.]]</ref>