Шаровая молния как появляется
Шаровая молния как появляется
Как появляется шаровая молния
Как возникают шаровые молнии, каких они размеров и цвета
Шаровая молния размером может быть с футбольный мяч, она умеет угрожающе шипеть и жужжать.
Так что единственное, на чем основываются ученые в своих рассуждениях — это на рассказах людей, которые были очевидцами этого явления. Объективных свидетельств реальности шаровой молнии мало, поэтому многие ученые сомневаются в самом факте ее существования. А те, которые не сомневаются, затрудняются объяснить ее природу. Главный вопрос заключается в том, почему шаровая молния существует так долго. Вспышка обычной молнии продолжается неуловимое мгновение, она происходит в тот момент, когда отрицательно заряженные частицы облака встречаются с положительно заряженными частицами, поднимающимися с земли.
Шаровая молния — маленькая копия грозовой тучи, которая возникает при вспышке обычной молнии.
Шаровая молния существует от нескольких секунд до нескольких минут. Как это получается? Одна из теории утверждает, что шар — маленькая копия грозовой тучи. Вот как это, возможно, происходит. В воздухе постоянно находятся мельчайшие пылинки. Молния может сообщить электрический заряд пылинкам в определенном участке воздуха. Одни пылинки заряжаются положительно, другие — отрицательно. В дальнейшем световом представлении длительностью до многих секунд миллионы мелких молний соединяют разноименно заряженные пылинки, создавая в воздухе образ сверкающего огненного шара.
Что такое шаровая молния и как она возникает?
Шаровая молния – одно из самых загадочных и неизученных явлений в природе. Несмотря на множество сообщений очевидцев, его не удаётся нормально изучить и воспроизвести в лабораторных условиях. Что учёным известно о шаровых молниях и как они возникают?
Встреча с шаровой молнией
С XVII века зафиксированы тысячи свидетельств появления шаровых молний. Лучше всего описаны современные встречи с этим феноменом. В 1978 году шаровая молния атаковала 5 советских альпинистов, заночевавших у кавказской горы Трапеция.
По словам руководителя группы Кавуненко, сверкающая желтая сфера залетела прямо в палатку, металась от одного альпиниста к другому и врезалась в одного из спортсменов. Один из участников команды Олег Коровин, поймавший молнию своим телом, погиб на месте. Остальные выжили, но получили сильнейшие ожоги.
В 2008 году с феноменом встретились пассажиры троллейбуса в Казани. Тогда кондуктор отбил молнию валидатором в пустой конец салона. Сфера громко разорвалась, однако никто из 20 пассажиров не пострадал.
Тем не менее, не всем рассказам о встречах с шаровой молнией можно верить. Например, это фото – ненастоящее и было сделано с помощью монтажа.
В 2012 году китайским учёным удалось получить спектр излучения шаровой молнии. Исследователи подробно изучили химический состав в светящейся области. В отличие от обычного разряда в атмосфере, силовые линии шаровой молнии шли от почвы.
Что же такое шаровая молния?
Большинство ученых склоняется к тому, что шаровая молния имеет электрическое происхождение и возникает в момент сильной грозы. Само явление способно «прожить» от нескольких секунд до получаса и представляет собой небольшой светящийся шар.
Один из настоящих снимков шаровой молнии. Фото сделано в Нидерландах 28 июня 2011 года. Автор фото – Джо Томиссен.
Шаровая молния проходить сквозь стены и притягиваться к металлическим предметам. При нарушении целостности она мощно разрывается, оставляя после себя запах серы.
Существует более сотни теорий, пытающихся объяснить возникновение явления. Наиболее правдоподобной звучит теория советских физиков Курдюмова, Капицы и Широносова.
По их мнению, шаровая молния представляет собой устойчивое электрическое образование, которое возникло в условиях рассеивания энергии. Она рождается из обычной молнии в результате возникновения стоячей электромагнитной волны между облаком и землей.
В определенный момент на одном из участков волны возникает пробой воздуха – критическое электрическое напряжение, которое провоцирует появление газового заряда. При этом шаровая молния имеет собственное магнитное поле, которое удерживает плазму внутри сферы.
Есть и другие теории происхождения шаровой молнии. Некоторые исследователи видят в ней водяной пузырь с положительно и отрицательно заряженными ионами воздуха внутри, которые притягиваются друг к другу после электрического разряда.
Ещё одна версия – термохимическая реакция молекул воды. А кто-то сравнивает электрическую сферу с аэрогелем, только вместо твердого каркаса молния сформирована из нитей плазмы.
Учёные до конца не понимают природу шаровой молнии, но сходятся в одном: её происхождение связано с прохождением газов сквозь область с разными электрическими потенциалами. Это провоцирует ионизацию газов и их сжатие в шар.
Можно ли создать искусственную шаровую молнию? Исследователям из разных стран удаётся создать это явление в лаборатории, причём разными способами. Однако все версии существовали менее нескольких секунд. Стабильную шаровую молнию никто не смог воспроизвести.
Наука и технологии 8 октября, 2020 949 просмотров
Почему Wiki
Почему Wiki
Шаровая молния – плавающий в воздухе светящийся сгусток плазмы, образующийся в результате мощного разряда электрического тока. Это уникальное природное явление имеет форму шара и встречается очень редко. Передвижение молнии трудно предсказать, поскольку природа плазменного шара до сих пор мало изучена в лабораторных условиях. Впрочем, даже в научном мире есть скептики, которые до сих пор сомневаются в самом существовании этого явления.
Однако удивительных историй о шаровой молнии, правда, не всегда достоверных, существует великое множество. Одна из них рассказывает о светящемся образовании, которое перерезав телефонные провода возле дома, влетело в окно и погрузилось в емкость с водой. Этот случай зафиксирован в 1936 году в Англии, там же в XVII веке появилось первое документальное подтверждение о существовании такого природного явления, как шаровая молния.
Появления шаровой молнии
Существует несколько версий появления шаровой молнии. Но есть одно общее условие для данного явления – в большинстве случаев светящиеся шары наблюдались перед или после грозы. Размеры плазменных образований варьируются от пары сантиметров до полуметра в диаметре. Их цветовая палитра разнообразна – это цвета от ослепительно белого до черного, от ярко желтого до насыщенного красного. Приближение шара сопровождается гудением или шипящим звуком.
Типы шаровых молний
На основании ученых гипотез, экспериментальных данных и рассказов очевидцев, можно выделить два типа шаровой молнии. К первому относятся образования красного цвета, по визуальному наблюдению, спускающиеся из облаков или рождающиеся от обычной линейной молнии. Когда такой «плазменный снаряд» касается какого-либо препятствия, к примеру, дерева или поверхности земли, то он взрывается, расплавляя или разрушая окружающие предметы.
Второй тип – светящийся сгусток белого цвета, который может довольно продолжительное время передвигаться вдоль земной поверхности. В зависимости от электрического заряда облака, которым «питается» шаровая молния, ее период существования может длиться от пары секунд, до 20-30 минут. Плазменный шар может зависнуть на какое-то время в воздухе, менять траекторию и, даже проходить сквозь препятствия: известны случаи, когда молния попадала в помещение через закрытое окно.
Трудности изучения шаровой молнии
Малая изученность шаровых молний объясняется рядом причин. Во-первых, предугадать, где и когда появится светящийся шар практически невозможно. Во-вторых, успеть запечатлеть молнию на фотопленке также сложно, так как прежде чем, очевидец нажмет на затвор фотоаппарата, шар просто исчезнет. Поэтому ученым только и остается, что делать выводы об этом природном явлении, лишь по рассказам людей, которые смогли наблюдать шаровую молнию в действии.
В то же время правдивых историй, свидетельствующих о реальности энергетического шара недостаточно для того, чтобы факт его существования был признан официально. Поэтому некоторые представители научного мира сомневаются, а те, кто не сомневается, не могут точно объяснить природу самого явления. При этом, один из главных вопросов – по какой причине шаровая молния живет довольно продолжительное время, так и не нашел ответа.
Время существования шаровой молнии
Как уже было сказано, шаровая молния может существовать от нескольких секунд до получаса. Есть теория, в которой утверждается, что плазменный шар – это своеобразная грозовая туча. Иными словами, в определенный момент, между облаками и землей образуется разряд газа в форме шара, созданный электромагнитной волной в ее критической концентрации. Есть версия о плазменном происхождении шаровой молнии, имеющей собственное электромагнитное поле.
Самой необычной кажется теория о космических лучах, которые фокусируются облаками, в результате чего и рождается светящийся сгусток. Имея различные мнения о природе шаровой молнии, ученые сходятся в одном: при встрече с подобным явлением, нужно постараться максимально ограничить колебания воздуха, не следует делать резких движений, не убегать. В противном случае огненный шар может не только нанести сильные ожоги, но и привести к смерти.
Шаровая молния
Первые упоминания об огненных птицах с раскаленными углями в клювах, которые поджигали дома жителей Римской империи, относятся к 106 году до нашей эры. Сгустки огненной энергии описаны в летописях историков Франции и Португалии.
Что такое шаровая молния
Шаровая молния относится к электростатическому разряду, накапливаемому кучевыми облаками, представляет собой разновидность линейной молнии, электрический разряд которой собран в огненное геометрическое тело, передвигающееся по воздуху. Расплавленный сгусток принимает шаровидную, каплевидную, грушевидную, грибовидную формы.
Как образуется
Первым, кто заинтересовался накопителем электрической энергии, был голландский ученый Питер ван Мушенбрук, создатель электрического конденсатора. Прибор до сих пор применяется в медицинских учреждениях для лечения людей.
В 1851 году природным явлением заинтересовался крупнейший французский физик Франсуа Араго. Его исследования способствовали началу исследовательских работ в разделе физики, направленному на изучение свойств и поведения плазмы.
Впервые заговорили о физическом явлении, как о прообразе термоядерного реактора. Теме посвящены тысячи научных статей, проводятся экспериментальные исследования, попытки получить плазменный сгусток искусственным путем в лабораторных условиях. Но опасное явление природы до сих пор остается малоизученным и таинственным.
Получение шаровой молнии в лабораторных условиях
По мнению ученых, причиной возникновения шаровых молний являются ионизированные газы, сжатые в геометрическое тело. Появляются они в результате разряда линейной молнии. Сгусток газа никогда не теряет четкость своих границ, не растворяется в атмосфере. При движении издает легкие шипящие, пищащие, слегка потрескивающие звуки, создающие радиопомехи.
Сила тока внутри газов может превышать пропускную способность электрического стула в 200 тысяч раз. Существует светящийся сгусток плазмы – 10-100 секунд. Движения хаотичны, в основном горизонтального направления на высоте 1 метра от поверхности земли. Исчезая, сгусток медленно угасает, распадаясь мелкими частичками или взрываясь.
В образовании оболочки плазменного сгустка важная роль отводится парам воды. Это дает объяснение появлению плазменных образований в грозовую погоду, с воздухом, насыщенном влагой. Высокая температура воздуха внутри оболочки придает веществу повышенную плотность, вес зависит от количества водяных паров. При высокой концентрации паров воды, сгусток энергии опускается на землю.
Интересный факт состоит в том, что имея высокий заряд электричества, раскаленная поверхность шара практически не выделяет тепло. Пройдя на близком расстоянии от человека, сгусток плазмы не вызывает ожогов. Но при соприкосновении свободно плавит металлические предметы, прожигает дыры в стекле, занавесках. Получается, что высокий запас энергии шаровой молнии не обладает высокой температурой.
Святящийся огненный шар может быть разных цветов. Основные цвета: голубой, оранжевый, белый. Встречаются другие тона, даже черные. Цвет не всегда имеет однородность, часто меняет свой оттенок внутри тела и в полупрозрачной оболочке. Средняя мощность свечения составляет 100 ватт.
Люди, которым посчастливилось встретить шаровую молнию вблизи, наблюдали внутри нее множество маленьких малоподвижных деталей. Огненный шар может спуститься с облака, материализоваться в воздухе, выйти из ствола дерева, линий электропередач.
Наблюдается он в основном в грозовую погоду, иногда встречается ясным днем. Нередки случаи, когда во время грозы сгусток плазмы проникал в строения через открытое окно, дверной проем, отверстия розеток, проходит через стекло, прожигая в нем отверстия в несколько сантиметров.
Яркость уникального природного явления, по утверждению очевидцев, может быть ослепительной и приглушенной. Огненные шары, кроме цвета и яркости способны видоизменять форму, размер, ускорять или замедлять движение. Размер может быть несколько сантиметров и в десяток метров, скорость – от нескольких сантиметров в секунду. Средняя горизонтальная скорость – 15 метров в секунду, вертикальный подъем – 5,7 метра в секунду.
Чем опасна
Встреча с шаровой молнией представляет опасность для человека. Переполненное электричеством тело может нанести непоправимый вред здоровью человека. Нередки случаи, когда оно являлось причиной смерти животных и людей, оказавшихся на его пути.
Последствия удара шаровой молнии – испарение воды, расплавленные стекла, металлические предметы. Соприкосновения с антеннами, установленными на крышах построек, выводят из строя электронное и электрическое оборудование. Притягивание незаземленными металлическими предметами, вызывает короткое замыкание электрических приборов.
Правила поведения при встрече
Главное правило поведения при встречах с шаровой молнией – вести себя спокойно, не паниковать, поменьше двигаться. Сгусток энергии может последовать за завихрением воздушных масс, создаваемых резкими движениями человека.
Спастись при столкновении с шаровой молнией можно, стараясь медленно, без суеты освободить путь ее продвижения, стараясь отойти от шарообразного сгустка на большое расстояние, не упуская его из поля своего зрения.
Обнаружив молнию у себя в квартире, необходимо открыть окна, освободив место для ее свободного вылета на улицу вслед за воздушными потоками. Любой посторонний предмет, оказавшийся в поле досягаемости огненного тела, может содействовать взрыву.
В связи с тем, что миром науки загадка этого природного явления до конца не изучена, не имеет четких доказательств существования, природа шаровой молнии обрастает мифами и легендами. Существует много теорий происхождения природного явления, откуда оно берется, как получается, но все они не признаны научным мировоззрением.
Шаровая молния
Шарова́я мо́лния — светящийся плавающий в воздухе шар, уникально редкое природное явление, единой физической теории возникновения и протекания которого к настоящему времени не представлено. Существуют около 400 теорий, объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания в академической среде. В лабораторных условиях похожие, но кратковременные явления удалось получить несколькими разными способами, но вопрос о единственной природе шаровой молнии остаётся открытым. По состоянию на конец XX века не было создано ни одного опытного стенда, на котором это природное явление искусственно воспроизводилось бы в соответствии с описаниями очевидцев шаровой молнии.
Широко распространено мнение, что шаровая молния — явление электрического происхождения, естественной природы, то есть представляет собой особого вида молнию, существующую продолжительное время и имеющую форму шара, способного перемещаться по непредсказуемой, иногда удивительной для очевидцев траектории.
Традиционно достоверность многих свидетельств очевидцев шаровой молнии остаётся под сомнением, в том числе:
Сомнения в достоверности многих свидетельств осложняют изучение явления, а также создают почву для появления разных спекулятивно-сенсационных материалов, якобы связанных с этим явлением.
Шаровая молния обычно появляется в грозовую, штормовую погоду; зачастую, но не обязательно, наряду с обычными молниями. Но имеется множество свидетельств её наблюдения в солнечную погоду. Чаще всего она как бы «выходит» из проводника или порождается обычными молниями, иногда спускается с облаков, в редких случаях — неожиданно появляется в воздухе или, как сообщают очевидцы, может выйти из какого-либо предмета (дерево, столб).
В связи с тем, что появление шаровой молнии как природного явления происходит редко, а попытки искусственно воспроизвести его в масштабах природного явления не удаются, основным материалом для изучения шаровых молний являются свидетельства неподготовленных к проведению наблюдений случайных очевидцев, тем не менее некоторые свидетельства очень подробно описывают шаровую молнию и достоверность этих материалов не вызывает сомнений. В некоторых случаях современные очевидцы произвели фото и/или видеосъёмку явления.
Содержание
История наблюдений
В конце 1940-х гг. над объяснением шаровой молнии работал П. Л. Капица.
Исторические свидетельства
Гроза в Вайдкомб Мур
21 октября 1638 года молния появилась во время грозы в церкви деревушки Вайдкомб Мур [2] графства Девон в Англии. Очевидцы рассказывали, что в церковь влетел огромный огненный шар порядка двух с половиной метров в поперечнике. Он выбил из стен церкви несколько больших камней и деревянных балок. Затем шар, якобы, сломал скамейки, разбил много окон и наполнил помещение густым тёмным дымом с запахом серы. Потом он разделился пополам; первый шар вылетел наружу, разбив ещё одно окно, второй исчез где-то внутри церкви. В результате 4 человека погибло, 60 получили ранения. Явление объясняли «пришествием дьявола», или «адским пламенем» и обвинили во всём двух людей, которые осмелились играть в карты во время проповеди.
Случай на борту «Монтаг»
О внушительных размерах молнии сообщается со слов корабельного доктора Грегори в 1749 году. Адмирал Чемберс на борту «Монтаг» около полудня поднялся на палубу замерить координаты судна. Он заметил довольно большой голубой огненный шар на расстоянии около трёх миль. Незамедлительно был отдан приказ спустить топсели, но шар двигался очень быстро, и прежде чем удалось сменить курс, он взлетел практически вертикально и находясь не выше сорока-пятидесяти ярдов над оснасткой, исчез с мощным взрывом, который описывается, как одновременный залп тысячи орудий. Верхушка грот-мачты была уничтожена. Пятерых человек сбило с ног, один из них получил множество ушибов. Шар оставил после себя сильный запах серы; перед взрывом его величина достигала размеров мельничного жернова.
Смерть Георга Рихмана
В 1753 году Георг Рихман, действительный член Петербургской Академии Наук, погиб от удара шаровой молнией. Он изобрёл прибор для изучения атмосферного электричества, поэтому когда на очередном заседании услышал, что надвигается гроза, срочно отправился домой вместе с гравёром, чтобы запечатлеть явление. Во время эксперимента из прибора вылетел синевато-оранжевый шар и ударил учёного прямо в лоб. Раздался оглушительный грохот, схож с выстрелом ружья. Рихман упал замертво, а гравёр был оглушен и сбит с ног. Позже он описал то, что произошло. На лбу учёного осталось маленькое темно-малиновое пятнышко, его одежда была опалена, башмаки разорваны. Дверные косяки разлетелись в щепки, а саму дверь снесло с петель. Позже осмотр места происшествия совершил лично М. В. Ломоносов.
Ремарка в литературе 1864 года
В издании «A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar» 1864 года Эбенезер Кобэм Брюер рассуждает о «шарообразной молнии». В его описании молния предстаёт как медленно движущийся огненный шар из взрывоопасного газа, который иногда спускается к земле и движется вдоль её поверхности. Также отмечается, что шары могут делиться на шары меньшего размера и взрываться «подобно пушечному выстрелу».
Случай из жизни Николая II [источник не указан 114 дней]
Последний российский император Николай II в присутствии своего деда Александра II наблюдал явление, которое он назвал «огненным шаром». Он вспоминал: «Когда мои родители были в отъезде, мы с дедушкой совершали обряд всенощного бдения в Александрийской церкви. Была сильная гроза; казалось, что молнии, следующие одна за другой, готовы сотрясти церковь и весь мир прямо до основания. Вдруг стало совсем темно, когда порыв ветра распахнул врата церкви и потушил свечи перед иконостасом. Раздался гром сильнее обычного, и я увидел, как в окно влетел огненный шар. Шар (это была молния) покружился на полу, пролетел мимо канделябра и вылетел через дверь в парк. Моё сердце замерло от страха и я взглянул на дедушку — но его лицо было совершенно спокойно. Он перекрестился с таким же спокойствием, как и когда молния пролетала мимо нас. Тогда я подумал, что испугаться, как я — это неподобающе и немужественно … После того, как шар вылетел, я снова взглянул на дедушку. Он слегка улыбнулся и кивнул мне. Страх мой исчез и я больше никогда не боялся грозы».
Случай из жизни Алистера Кроули
Известный британский оккультист Алистер Кроули говорил о явлении, которое он называл «электричеством в форме шара» и которое он наблюдал в 1916 году во время грозы на озере Паскони в Нью-Гэмпшире. Он укрылся в небольшом загородном доме, когда «в безмолвном изумлении заметил, что на расстоянии шести дюймов от моего правого колена остановился ослепительный шар электрического огня трёх-шести дюймов в диаметре. Я смотрел на него, а он вдруг взорвался с резким звуком, который невозможно было спутать с тем, что буйствовало снаружи: шумом грозы, стуком града или потоками воды и треском дерева. Моя рука была ближе всего к шару и она почувствовала лишь слабый удар».
30 апреля 1877 года шаровая молния влетела в центральный храм Амристара (Индия) — Хармандир Сахиб. Явление наблюдало несколько человек, пока шар не покинул помещение через переднюю дверь. Этот случай запечатлён на воротах Даршани Деоди.
22 ноября 1894 года в городе Голден, штат Колорадо (США), появилась шаровая молния, которая просуществовала неожиданно долго. Как сообщала газета «Голден Глоб»: «В ночь на понедельник в городе можно было наблюдать красивое и странное явление. Поднялся сильный ветер и воздух, казалось, был наполнен электричеством. Те, кто той ночью оказался рядом со школой, могли наблюдать, как огненные шары летали друг за другом в течение получаса. В этом здании находятся электрические и динамо-машины производства, возможно, лучшего завода во всём штате. Вероятно, в минувший понедельник к узникам динамо-машин прибыла делегация прямо из облаков. Определённо, этот визит удался на славу, равно как и та неистовая игра, которую они вместе затеяли».
В июле 1907 года на западном побережье Австралии в маяк на мысе Кабо-Натуралист ударила шаровая молния. Смотритель маяка Патрик Бэйрд лишился сознания, а явление описала его дочь Этель.
В серии детских книг писательницы Лауры Ингаллс Уайлдер есть отсылка к шаровой молнии. Хотя истории в книгах считаются вымышленными, автор настаивает на том, что они действительно происходили в её жизни. Согласно такому описанию, зимой во время метели у чугунной печи появилось три шара. Они возникли у печной трубы, затем покатились по полу и исчезли. При этом за ними гналась с метлой Каролина Ингаллс — мать писательницы.
Современные свидетельства
Во время Второй мировой войны пилоты сообщали о странных явлениях, которые могут быть истолкованы как шаровая молния. Они видели маленькие шары, двигающиеся по необычной траектории. Эти явления стали называть foo fighters.
Во время Второй мировой войны подводники многократно и последовательно сообщали о маленьких шаровых молниях, возникающих в замкнутом пространстве подводной лодки. Они появлялись при включении, выключении, или неверном включении батареи аккумуляторов, либо в случае отключения, или неверного подключения высокоиндуктивных электромоторов. Попытки воспроизвести явление, используя запасную батарею подводной лодки, оканчивались неудачами и взрывом.
6 августа 1944 года в шведском городе Уппсала шаровая молния прошла сквозь закрытое окно, оставив за собой круглую дырку около 5 см в диаметре. Явление не только наблюдали местные жители, но и также сработала система слежения за разрядами молнии Уппсальского университета, которая находится на отделении изучения электричества и молнии.
В 1954 году физик Domokos Tar наблюдал молнию в сильную грозу. Он описал увиденное достаточно подробно. «Это произошло на острове Маргарет на Дунае. Было где-то 25-27 градусов по Цельсию, небо быстро затянуло облаками и началась сильная гроза. Поблизости не было ничего, где можно было бы укрыться, рядом только находился одинокий куст, который гнуло ветром к земле. Вдруг приблизительно в 50 метрах от меня в землю ударила молния. Это был очень яркий канал 25-30 см в диаметре, он был точно перпендикулярен поверхности земли. Где-то две секунды было темно, а затем на высоте 1,2 м появился красивый шар диаметром 30-40 см. Он появился на расстоянии в 2,5 м от места удара молнии, так что это место удара было прямо посередине между шаром и кустом. Шар сверкал подобно маленькому солнцу и вращался против часовой стрелки. Ось вращения была параллельна земле и перпендикулярна линии „куст-место удара-шар“. У шара было также один-два красных завитка, но не такие яркие, они исчезли спустя доли секунды(
0,3 с). Сам шар медленно двигался по горизонтали по той же линии от куста. Его цвета были чёткими, а сама яркость — постоянной на всей поверхности. Вращения больше не было, движение происходило на неизменной высоте и с постоянной скоростью. Изменения в размерах я больше не заметил. Прошло ещё примерно три секунды — шар резко исчез, причём совершенно беззвучно, хотя из-за шума грозы я мог и не расслышать». Сам автор предполагает, что разность температур внутри и вне канала обычной молнии с помощью порыва ветра сформировала некое вихревое кольцо, из которого потом образовалась наблюдаемая шаровая молния.
10 июля 2011 года в чешском городе Либерец шаровая молния появилась в диспетчерском здании городских аварийных служб. Шар с двухметровым хвостом подпрыгнул к потолку прямо из окна, упал на пол, снова подпрыгнул к потолку, пролетел 2-3 метра, а затем упал на пол и исчез. Это испугало сотрудников, которые почувствовали запах горелой проводки, и посчитали, что начался пожар. Все компьютеры зависли (но не сломались), коммуникационное оборудование выбыло из строя на ночь, пока его не отремонтировали. Кроме того, был уничтожен один монитор.
Искусственное воспроизведение явления
Обзор подходов для искусственного воспроизведения шаровой молнии
Поскольку в появлении шаровых молний прослеживается явная связь с другими проявлениями атмосферного электричества (например, обычной молнией), то большинство опытов проводилось по следующей схеме: создавался газовый разряд (а свечение газового разряда — вещь известная), и затем искались условия, когда светящийся разряд мог бы существовать в виде сферического тела. Но у исследователей возникают только кратковременные газовые разряды сферической формы, живущие максимум несколько секунд, что не соответствует свидетельствам очевидцев природной шаровой молнии.
Список заявлений об искусственном воспроизведении шаровой молнии
Было сделано несколько заявлений о получении шаровой молнии в лабораториях, но в основном к этим заявлениям сложилось скептическое отношение в академической среде. Остаётся открытым вопрос: «Действительно ли наблюдаемые в лабораторных условиях явления тождественны природному явлению шаровой молнии»?
Теоретические объяснения явления
Экспериментальная проверка существующих теорий затруднена. Даже если считать только предположения, опубликованные в серьёзных научных журналах, то количество теоретических моделей, которые с разной степенью успеха описывают явление и отвечают на эти вопросы, довольно велико.
Классификация теорий
Обзор существующих теорий
Шаровая молния: самое таинственное природное явление
…Между веществом и антивеществом может возникнуть барьер с шаровой поверхностью. Мощное гамма-излучение будет раздувать этот шар изнутри, и препятствовать проникновению вещества к пришлому антивеществу, и тогда мы увидим светящийся пульсирующий шар, который будет парить над Землей. Эта точка зрения вроде бы получила подтверждение. Двое английских ученых методично досматривали небо при помощи детекторов гамма-излучения. И зарегистрировали четыре раза аномально высокий уровень гамма-излучения в ожидаемой области энергии.
Первый документально подтвержденный случай появления шаровой молнии имел место в 1638 г. в Англии, в одной из церквей графства Девон. В результате бесчинств огромного огненного шара погибли 4 человека, ранения получили около 60. Впоследствии периодически появлялись новые сообщения о подобных явлениях, но их было немного, поскольку очевидцы считали шаровую молнию иллюзией или обманом зрения.
Первое обобщение случаев уникального природного явления произведено французом Ф. Араго в середине XIX века, в его статистике собрано около 30 свидетельств. Возрастающее количество подобных встреч позволило получить, на основе описаний очевидцев, некоторые характеристики, присущие небесной гостье. Молния шаровая – явление электрического характера, огненный шар, передвигающийся в воздухе в непредсказуемом направлении, светящийся, но не излучающий тепло. На этом общие свойства заканчиваются и начинаются частности, характерные для каждого из случаев. Это объясняется тем, что природа шаровой молнии до конца не изучена, поскольку до сих пор не было возможности исследовать это явление в лабораторных условиях или воссоздать модель для изучения. В некоторых случаях диаметр огненного шара равнялся нескольким сантиметрам, иногда достигал полуметра.
Их “поведение” непредсказуемо, траектория и скорость полета не поддается никакому объяснению. Они, словно наделенные разумом, могут огибать стоящие перед ними препятствия — деревья, здания и сооружения, а могут и “врезаться” в них. После этого столкновения могут возникать пожары.
Часто шаровые молнии залетают в жилища людей. Через открытые форточки и двери, дымоходы, трубы. Но иногда даже сквозь закрытое окно! Имеется немало свидетельств, как ШМ расплавляла оконное стекло, оставляя после себя идеально ровное круглое отверстие.
По словам очевидцев, огненные шары появлялись из розетки! “Живут” они от одной до 12 минут. Они могут просто мгновенно исчезать, не оставляя после себя никаких следов, но могут и взрываться. Последнее особенно опасно. Следствием этих взрывов могут быть смертельные ожоги. Также замечено, что после взрыва в воздухе остается довольно стойкий, очень неприятный запах серы.
Шаровые молнии бывают разных цветов — от белого до черного, от желтого до голубого. При передвижении они часто гудят, как гудят линии электропередач высокого напряжения.
Большой загадкой остается, что влияет на траекторию ее движения. Это точно не ветер, поскольку она может двигаться и против него. Это не разница в атмосферном явлении. Это не люди и не другие живые организмы, так как иногда она может мирно облетать их стороной, а иногда “врезается” в них, что приводит к смерти.
Поэтому длительность существования шаровой молнии в принципе неограниченна. Процесс должен прекратиться только тогда, когда будет исчерпан заряд облака, точнее, тот «эффективный заряд», который облако в состоянии передать трассе. Именно так и можно объяснить фантастическую энергию и относительную устойчивость шаровой молнии: она существует за счет притока энергии извне. Так нейтринные фантомы в фантастическом романе Лема «Солярис», обладая материальностью обычных людей и невероятной силой, могли существовать лишь при поступлении колоссальной энергии из живого Океана.
Электрическое поле в шаровой молнии по величине близко к уровню пробоя в диэлектрике, имя которому воздух. В таком поле возбуждаются оптические уровни атомов, вот почему шаровая молния светится. По идее, более частыми должны быть слабые, несветящиеся, а значит, и невидимые шаровые молнии.
Процесс в атмосфере развивается в режиме шаровой или линейной молнии в зависимости от конкретных условий в трассе. Ничего невероятного, редкого в этой двойственности нет. Вспомним обычное горение. Оно возможно в режиме медленного распространения пламени, что не исключает и режима быстро движущейся детонационной волны.
…Молния спускается с неба. Еще не ясно, какой ей быть, шаровой или обычной. Она жадно высасывает заряд из облака, соответственно уменьшается поле в трассе. Если до попадания в Землю поле в трассе упадет ниже критической величины, процесс перейдет в режим шаровой молнии, трасса станет невидимой, и мы заметим, что на Землю опускается шаровая молния.
Внешнее поле при этом много меньше собственного поля шаровой молнии и не влияет на ее движение. Именно поэтому яркая молния движется хаотично. Между вспышками шаровая молния светится слабее, ее заряд мал. Движение направляется теперь внешним полем и поэтому прямолинейно. Шаровая молния может переноситься ветром. И ясно почему. Ведь отрицательные ионы, из которых она состоит, это те же молекулы воздуха, только с прилипшими к ним электронами.
Просто объясняется отскакивание шаровой молнии от околоземного «батутного» слоя воздуха. Когда шаровая молния приближается к Земле, она индуцирует в почве заряд, начинает выделять много энергии, разогревается, расширяется и быстро поднимается под действием архимедовой силы.
Шаровая молния плюс поверхность Земли образуют электрический конденсатор. Известно, что конденсатор и диэлектрик взаимно притягиваются. Поэтому шаровая молния стремится расположиться над диэлектрическими телами, а значит, предпочитает находиться над деревянными мостками, либо над бочонком с водой. Связанное с шаровой молнией длинноволновое радиоизлучение создается всей трассой шаровой молнии.
Шипение шаровой молнии вызвано вспышками электромагнитной активности. Эти вспышки следуют с частотой около 30 герц. Порог слышимости человеческого уха — 16 герц.
Шаровая молния окружена собственным электромагнитным полем. Пролетая мимо электрической лампочки, она может индуктивно нагреть и пережечь ее спираль. Попав в проводку осветительной, радиотрансляционной или телефонной сети, она замыкает всю свою трассу на эту сеть. Поэтому во время грозы сети желательно держать заземленными, скажем, через разрядные промежутки.
Шаровая молния, «распластавшись» над бочонком с водой, вместе с зарядами, индуцированными в земле, составляет конденсатор с диэлектриком. Обычная вода — диэлектрик не идеальный, она обладает значительной электропроводностью. Внутри такого конденсатора начинает течь ток. Вода нагревается джоулевым теплом. Хорошо известен «опыт с бочонком», когда шаровая молния нагрела до кипения около 18 литров воды. По теоретической оценке, средняя мощность шаровой молнии при ее свободном парении в воздухе равна примерно 3 киловаттам.
В исключительных случаях, например в искусственных условиях, внутри шаровой молнии может возникать электрический пробой. И тогда в ней появляется плазма! Энергии при этом выделяется очень много, искусственная шаровая молния может светить ярче Солнца. Но обычно мощность шаровых молний сравнительно невелика — она находится в состоянии эльмы. По-видимому, переход искусственной шаровой молнии из состояния эльмы в состояние плазмы в принципе возможен.
Зная природу электрического Колобка, можно заставить его работать. Искусственная шаровая молния может сильно превзойти по мощности природную. Прочертив в атмосфере сфокусированным лазерным лучом ионизованный след вдоль заданной траектории, мы сможем направить шаровую молнию куда надо. Изменим теперь питающее напряжение, переведем шаровую молнию в режим линейной. Гигантские искры послушно устремятся по выбранной нами траектории, дробя скалы, валя деревья.
Над аэродромом — гроза. Аэровокзал парализован: запрещена посадка и взлет самолетов… Но вот на пульте управления грозорассеивающей системой нажата пусковая кнопка. С башни вблизи аэродрома к облакам взметнулась огненная стрела. Это поднявшаяся над башней искусственная управляемая шаровая молния перешла на режим линейной молнии и, устремившись в грозовую тучу, вошла в нее. Трасса молнии соединила тучу с Землей, и электрический заряд тучи разрядился на Землю. Процесс может быть повторен несколько раз. Грозы больше не будет, облака разрядились. Самолеты могут снова садиться и взлетать.
В Заполярье можно будет зажечь искусственное солнце. С двухсотметровой башни поднимается вверх трехсотметровая зарядовая трасса искусственной шаровой молнии. Шаровая молния включается на плазменный режим и светит ярко с полукилометровой высоты над городом.
Для хорошей освещенности в круге радиусом 5 километров достаточно шаровой молнии, излучающей мощность в несколько сот мегаватт. В искусственном плазменном режиме такая мощность — разрешимая проблема.
Электрический Колобок, столько лет уклонявшийся от близкого знакомства с учеными, не уйдет: рано или поздно его приручат, и он научится приносить людям пользу. Б. Козлов.
1. Что такое шаровая молния, до сей поры достоверно неизвестно. Физики пока еще не научились воспроизводить настоящую шаровую молнию в лабораторных условиях. Что-то конечно, получают, но вот насколько это «что-то» схоже с настоящей шаровой молнией – ученые не знают.
2. Когда отсутствуют экспериментальные данные, ученые обращаются к статистике – к наблюдениям, свидетельствам очевидцев, редким фотографиям. На самом деле редким: если в мире существует не менее ста тысяч фотографий обычной молнии, то снимков шаровой молнии гораздо меньше – всего шесть-восемь десятков.
3. Цвет шаровой молнии бывает разным: и красным, и ослепительно белым, и синим, и даже черным. Свидетели видели шаровые молнии всех оттенков зеленого и оранжевого цвета.
4. Судя по названию, все молнии должны иметь форму шара, но нет, наблюдались и грушевидные, и яйцеобразные. Особо удачливым наблюдателям являлась молния в виде конуса, кольца, цилиндра и даже в виде медузы. Кто-то видел за молнией белый хвост.
5. Согласно наблюдениям ученых и свидетельствам очевидцев шаровая молния может появиться в доме через окно, дверь, печь, даже просто возникнуть как бы из ниоткуда. А еще она может «выдуться» из электрической розетки. На открытом воздухе шаровая молния может появиться из дерева и столба, спуститься из облаков или родиться от обычной молнии.
6. Обычно шаровая молния невелика – сантиметров пятнадцать в диаметре или с футбольный мяч, но встречаются и пятиметровые гиганты. Живет шаровая молния недолго – обычно не более получаса, двигается горизонтально, иногда вращаясь, со скоростью несколько метров в секунду, иной раз зависает в воздухе неподвижно.
7. Шаровая молния светит, как стоваттная лампочка, иногда трещит или пищит и обычно наводит радиопомехи. Порою пахнет – окисью азота или адским запахом серы. Если повезет, она тихо растворится в воздухе, но чаще взрывается, разрушая и оплавляя предметы и испаряя воду.
9. В 2010 году австрийские ученые Йозеф Пир и Александр Кендль из Университета Инсбрука предположили, что свидетельства о шаровых молниях можно интерпретировать как проявление фосфенов, то есть зрительных ощущений без воздействия на глаз света. Их расчеты показывают, что магнитные поля определенных молний с повторяющимися разрядами индуцируют электрические поля в нейроны зрительной коры. Таким образом, шаровые молнии являются галлюцинациями.
Теория была опубликована в научном журнале Physics Letters A. Теперь уже сторонники существования шаровых молний должны зарегистрировать шаровую молнию научной аппаратурой, и таким образом опровергнуть теорию австрийских ученых.
Что мы знаем о шаровой молнии
Содержание:
Страх человека чаще всего исходит от незнания. Мало кто боится обычной молнии — искрового электрического разряда — и все знают, как вести себя во время грозы. Но что такое шаровая молния, опасна ли она, и что делать, если вы столкнулись с этим явлением?
↑ Какие бывают шаровые молнии?
Узнать шаровую молнию очень легко, несмотря на разнообразие ее видов. Обычно она имеет, как можно легко догадаться, форму шара, светящегося, как лампочка на 60—100 Ватт. Гораздо реже встречаются молнии похожие на грушу, гриб или каплю, или такой экзотической формы как блин, бублик или линза. Зато разнообразие цветовой гаммы просто поражает: от прозрачного до черного, но лидируют все же оттенки желтого, оранжевого и красного. Цвет может быть неоднородным, а иногда шаровые молнии меняют его, как хамелеон.
Говорить о постоянном размере плазменного шара тоже не приходится, он колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Но обычно люди сталкиваются с шаровыми молниями диаметром 10—20 сантиметров.
Хуже всего в описании молний дело обстоит с их температурой и массой. По данным ученых, температура может быть в пределах от 100 до 1000 оС. Но при этом люди, сталкивавшиеся с шаровыми молниями на расстоянии руки, крайне редко отмечали хоть какое-то тепло, исходившее от них, хотя по логике, они должны были получить ожоги. Такая же загадка и с массой: какого молния не была размера, она весит не более 5—7 грамм.
Если вы когда-нибудь издалека видели объект, похожий на то, что описал МирСоветов, поздравляем — это, скорее всего, и была шаровая молния.
↑ Поведение шаровых молний
Поведение шаровых молний непредсказуемо. Они относятся к явлениям, которые появляются когда хотят, где хотят и творят, что хотят. Так, раньше считалось, что шаровые молнии рождаются только во время гроз и всегда сопровождают линейные (обычные) молнии. Однако постепенно выяснилось, что они могут появиться и в солнечную ясную погоду. Полагали, что молнии как бы «притягиваются» к местам высокого напряжения с магнитным полем — электрическим проводам. Но были зафиксированы случаи, когда те появлялись фактически посреди чистого поля…
Также зафиксировано много необъяснимых случаев, когда шаровые молнии «привязываются» к какому-то конкретному месту или человеку, и появляются регулярно. При этом по отношению к человеку они делятся на два вида — те, которые нападают на него в каждое свое появление и те, которые не причиняют вреда либо нападают на людей, находящихся поблизости. Существует еще одна загадка: шаровая молния, убив человека, совершенно безо всякого следа на теле, а труп долгое время не коченеет и не разлагается…
Некоторые ученые говорят, что молния просто «останавливает время» в организме.
↑ Шаровая молния с научной точки зрения
Шаровая молния — явление уникальное и своеобразное. За историю человечества скопилось более 10 тысяч свидетельств о встречах с «разумными шарами». Однако до сих пор ученые не могут похвалиться большими достижениями в сфере исследования этих объектов.
Существует масса разрозненных теорий о происхождении и «жизни» шаровых молний. Время от времени в лабораторных условиях получается создать объекты, по виду и свойствам похожие на шаровые молнии — плазмоиды. Тем не менее, стройной картины и логичного объяснения этому явлению никто предоставить так и не смог.
Наиболее известной и разработанной раньше остальных является теория академика П. Л. Капицы, которая объясняет появление шаровой молнии и ее некоторые особенности возникновением коротковолновых электромагнитных колебаний в пространстве между грозовыми тучами и земной поверхностью. Однако Капице так и не удалось объяснить природу тех самых коротковолновых колебаний. К тому же, как было замечено выше, что шаровые молнии не обязательно сопровождают обычные молнии и могут появляться в ясную погоду. Тем не менее, большинство других теорий основаны на выводах академика Капицы.
Отличные от теории Капицы гипотеза была создана Б. М. Смирновым, утверждающим, что ядро шаровой молнии — это ячеистая структура, обладающая прочным каркасом при малом весе, причем каркас создан из плазменных нитей.
Д. Тернер объясняет природу шаровых молний термохимическими эффектами, протекающими в насыщенном водяном паре при наличии достаточно сильного электрического поля.
Однако самой интересной считается теория новозеландских химиков Д. Абрахамсона и Д. Динниса. Они выяснили, что при ударе молнии в почву, содержащую силикаты и органический углерод, образуется клубок волокон кремния и карбида кремния. Эти волокна постепенно окисляются и начинают светиться. Так рождается «огненный» шар, разогретый до 1200—1400 °С, который медленно тает. Но если температура молнии зашкаливает, то она взрывается. Тем не менее, и эта стройная теория не подтверждает все случаи возникновения молний.
Для официальной науки шаровая молния по-прежнему продолжает оставаться загадкой. Может поэтому вокруг нее появляется столько околонаучных теорий и еще большее количество вымыслов.
↑ Околонаучные теории о шаровой молнии
Мы не будем рассказывать здесь истории о демонах с горящими глазами, оставляющих за собой запах серы, адских псах и «огненных птицах», как иногда представляли шаровые молнии. Однако странное их поведение дает многим исследователям этого феномена предположить, что молнии «мыслят». Как минимум, шаровые молнии считаются приборами для исследования нашего мира. Как максимум — энергетическими сущностями, которые также собирают какие-то сведения о нашей планете и ее обитателях.
Косвенным подтверждением этих теорий может служить и тот факт, что любой сбор информации — это работа с энергией.
И необычное свойство молний исчезать в одном месте и появляться мгновенно в другом. Есть предположения, что одна и та же шаровая молния «ныряет» в определённую часть пространства — иного измерения, живущего по другим физическим законам, — и, сбросив информацию, появляется снова в нашем мире в новой точке. Да и действия молний относительно живых существ нашей планеты тоже осмысленны — одних они не трогают, к другим «прикасаются», а у некоторых просто вырывают кусочки плоти, словно на генетический анализ!
Легко объяснимо и частое появление шаровых молний во время гроз. Во время всплесков энергии — электрических разрядов — открываются порталы из параллельного измерения, и в наш мир попадают их сборщики информации о нашем мире…
↑ Что делать при встрече с шаровой молнией?
Главное правило при появлении шаровой молнии — будь то в квартире или на улице — не паниковать и не делать резких движений. Никуда не бегите! Молнии очень восприимчивы к завихрениям воздуха, которые мы создаём при беге и прочих движениях и которые тянут ее за собой. Оторваться от шаровой молнии можно только на машине, но никак не своим ходом.
Постарайтесь тихо свернуть с пути молнии и держаться дальше от нее, но не поворачиваться к ней спиной. Если вы находитесь в квартире — подойдите к окну и откройте форточку. С большой долей вероятности молния вылетит наружу.
И, конечно же — никогда ничего не бросайте в шаровую молнию! Она может не просто исчезнуть, а взорваться, как мина, и тогда тяжелые последствия (ожоги, травмы, иногда потеря сознания и остановка сердца) неотвратимы.
Если же шаровая молния задела кого-то и человек потерял сознание, то его необходимо перенести в хорошо проветриваемое помещение, тепло укутать, сделать искусственное дыхание и обязательно вызвать скорую помощь.
Вообще же, технические средств защиты от шаровых молний как таковых пока не разработано. Единственный существующий сейчас «шаромолниеотвод» был разработан ведущим инженером Московского института теплотехники Б. Игнатовым. Шаромолниеотвод Игнатова запатентован, но создано подобных устройств – единицы, речи об активном внедрении его в жизнь пока не идет.
Поэтому — берегите себя, и если встретите шаровую молнию, не забывайте о рекомендациях.
Шаровая молния: как она появляется на самом деле
Шаровая молния в народном представлении это что-то сродни летающим тарелкам, йети и призраками. До сих пор «огненный шар» остается одним из самых загадочных и даже страшных явлений. Встретить её, говорят, не к добру.
У страха глаза велики
Все, что может быть объяснено с трудом, человеческое сознание трансформирует в «небывальщину». То же случилось и с шаровой молнией: она, якобы, способна «преследовать» и убивать животных, проходить сквозь людей, лишая их волос, зубов и «награждая» радиацией, доводить до кипячения воду в различных емкостях, откалывать целые скалы или «прорывать» туннели. Также издавна ходит поверье, что увидеть шаровую молнию — к беде. Все эти многочисленные истории — не более чем мифы, — так, по крайней мере, считает действительный член РАН Самвел Григорян.
Иллюзия или факт?
Именно из-за «сверхъестественных историй», которые рассказывали очевидцы, ученые долгое время не воспринимали шаровую молнию всерьез, считая ее, скорее, оптической иллюзией, которая появляется вследствие поражения сетчатки глаза яркой вспышкой линейной молнии.
Отчет знаменитого астронома и физика Доминика Франсуа Араго, опубликованный в 1838 году, ознаменовал собой начало эры серьезного подхода к изучению шаровой молнии. Араго удалось собрать и систематизировать многочисленные свидетельства очевидцев, однако, большинство историй по-прежнему вызывали в научных кругах скептические дискуссии.
В 80-е годы прошлого столетия в Соединенных штатах вышла книга Дж.Бари, в которой все свидетельства очевидцев подвергаются проверкам на достоверность, в том числе американский специалист использует метод сопоставительного анализа, сравнивая разные рассказы об одном и том же факте.
Исследования американца позволили нарисовать «портрет» шаровой молнии. Светящееся физическое тело сферической формы способно передвигаться в воздухе, преодолевая большие расстояния, и сохранять при этом целостность. Размер шара колеблется от нескольких сантиметров до полутора метров. Продолжительность жизни молнии чрезвычайно мала: от нескольких секунд до двух минут. В большинстве случаев «огненный шар» рождается во время грозы, хотя может возникать и в ясную погоду.
Вопросов больше, чем ответов!
Все новые попытки найти ответы только множат вопросы. Например, из какого вещества состоит молния, если она, по многочисленным свидетельствам, легко проникает не только через окна или двери, но и маленькие щели, вновь принимая исходную форму? Если это газ, то почему молния не взмывает подобно воздушному шару, ведь ее содержимое нагрето, по меньшей мере, до сотен градусов? Откуда исходит излучение: с поверхности или из всего объема? Что определяет разницу температур шаровых молний? Ведь наряду со свидетельствами о полупрозрачных «шарах», температура которых вряд ли превышает 5 тысяч градусов, существуют наблюдения за объектами, цвет которых позволяет говорить о температуре не менее 8 тысяч градусов. Наконец, на что расходуется энергия, которую несет шаровая молния? Если только на световое излучение, то «шар» должен светиться много часов.
О, «счастливчик»!
Еще один дискуссионный вопрос — частота появления шаровой молнии. В 1966 году исследователи из NASA провели анкетирование двух тысяч человек, которых попросили ответить на два вопроса: видели ли они шаровую молнию, и если «да», то сопровождалось ли явление стандартными грозовыми разрядами? Ученые попытались определить частоту возникновения шаровой молнии по сравнению с линейными разрядами. Из числа опрошенных только 409 человек наблюдали линейную молнию в непосредственной близости, при этом всего 200 анкетируемых встречались с шаровой молнией. Ученым повезло: среди участников эксперимента нашелся даже один «счастливчик», который наблюдал «огненный шар» аж восемь раз. Его свидетельства пополнили копилку косвенных доказательств того, что шаровая молния – не такое уж редкое явление.
Кластерная теория
Огромный вклад в изучение вопроса внес профессор Игорь Павлович Стаханов. В основе его книги «О физической природе шаровой молнии» лежат многочисленные свидетельства очевидцев, которые ученый подверг физическому анализу. Это позволило ему не только описать основные характеристики и параметры шаровых молний, условия их появления, передвижения и принципы взаимодействия с окружающим миром, но и дало возможность сформулировать кластерную гипотезу.
По мнению Стаханова, шаровая молния – не что иное, как сосредоточение сгустка ионов, которые «облеплены» оболочками из полярных молекул, например, воды. Кластерная теория Стаханова легко согласуется с многочисленными историями очевидцев и объясняет как строение молнии в виде шара (наличие эффективного поверхностного натяжения), так и способности молнии проникать через отверстия, заново принимая исходную форму. Однако практические опыты Стаханова по созданию сгустка кластерных ионов оказались неудачными.
Альтернативный источник энергии
За всю историю изучения вопроса было высказано немало гипотез, общая идея которых сводится к одному: шаровая молния сама является источником энергии. Одной из самых фантастических является теория астронавта NASA Джеффри Ширса Эшби. По его мнению, шаровая молния рождается при аннигиляции частичек антивещества, которые из космоса попадают в плотные атмосферные слои, а затем, увлекаемые линейным разрядом, оказываются на земле. Данную гипотезу доказать пока невозможно по причине того, что в космосе не удается обнаружить подходящее антивещество.
Сегодня ученые не отвергают возможности научиться создавать искусственную шаровую молнию. Помочь в этом может теория Стаханова. В случае, если она окажется верной, то человечество получит альтернативный источник энергии, который можно будет создавать из насыщенной влагой атмосферы, изменяя концентрацию паров и капель воды и производя контролируемые мощные линейные взрывы.
Почему возникает шаровая молния
Молния из розетки
Световой поток от шаровой молнии в среднем сравним с тем, который испускает электрическая лампа.
Удивительным в шаровой молнии является то, что она почти совсем не излучает тепло. По мнению экспертов, людей вводит в заблуждение интенсивное свечение: человек видит «раскаленный» шар и чувствует тепло, которого на самом деле нет. Часто шаровая молния проходит на расстоянии 10-20 сантиметров от незащищенных одеждой частей тела, например от лица, не вызывая никаких последствий. Однако при прямом контакте с объектом повреждения все-таки возможны: случалось, шар вылетал в окно и прожигал при этом занавеску или оплавлял металлические предметы. Эти свидетельства, уверяют ученые, говорят лишь о возможности выделения значительной энергии, но отнюдь не о высокой температуре вещества самой молнии.
Изучение этого загадочного явления осложняется тем, что получить молнию в лабораторных условиях практически невозможно, хотя попытки предпринимались еще со времен Николы Теслы. По словам исследователей, в своей работе они зачастую могут опираться лишь на показания очевидцев, которых, кстати, немало. Только в России живут десятки тысяч человек, наблюдавших шаровую молнию воочию. При этом лишь небольшая часть свидетелей может рассказать о ее зарождении.
Итак, согласно исследованиям физиков, «шаровая молния представляет собой проводящую среду с плотностью воздуха, при температуре, близкой к комнатной. Его молекулы метастабильны и выделяют энергию, служащую источником излучаемого тепла и свечения».
Кстати, полярное сияние не только видно, но и слышно. Северные племена давно подметили, что в период, когда небо расцвечивается огнями, некоторые люди начинают вести себя странно: разговаривают с несуществующими собеседниками или полностью отрешаются от внешнего мира. Ученые объяснили этот феномен низкочастотными электромагнитными волнами, которые порождает северное сияние. Они излучаются в диапазоне 8-13 герц, что сродни бета и альфа ритмам головного мозга. Инфразвук человеческое ухо не воспринимает (шум дуги полярного сияния становится слышен только будучи увеличенным в 2 тысячи раз), но он может оказывать самые непредсказуемые воздействия на мозг и сердечнососудистую систему.
Интересен тот факт, что полярные сияния могут происходить и на других планетах солнечной системы, имеющих атмосферу и магнитное поле: на Венере, Сатурне и Юпитере.
Это метеорологическое явления, по мнению ученых, оказывает влияние практически на каждого жителя Планеты. Ученым понадобилось более сотни лет, чтобы понять истинную силу Эль-Ниньо.
Это был настоящий прорыв, но современники раскритиковали идею британца. Потребовалось полвека и немного удачи, чтобы открытие получило второе рождение.
В 1957 по программе ООН в Тихом Океане установили несколько бакенов для изменения колебания температуры. Как раз на этот год пришлось крупное Эль-Ниньо. Так, совершенно случайно, были получены уникальные данные об этом явлении. Ученые открыли, что изменения у побережья Перу носят не локальный характер, что в период Эль-Ниньо теплые слои воды из района Индонезии перемещаются по океану и достигают перуанского побережья, и наоборот.
В 1960-х норвежский ученый Якоб Бьеркнис, с 1940-го возглавлявший метеорологический департамент Калифорнийского университета, сотрудничал с комиссий по отлову тунца: изучал периоды активности рыб, их подверженность климатическим изменениям. Исследователь собрал все имеющиеся данные и впервые связал изменения температуры поверхностных вод с изменениями в атмосфере над Тихим Океаном.
Куда уходят камни
Булыжники массой до тридцати килограммов непостижимым образом медленно двигаются по глинистому дну озера, что подтверждают дорожки, остающиеся за ними и имеющие протяженность до 250 метров. При этом каменные скитальцы ползут в разных направлениях, с разной скоростью и даже могут вернуться обратно к месту отправления. Следы, не шире 30 сантиметров и глубиной меньше 2,5 сантиметров, которые они оставляют, могут формироваться годами. Движение камней ни разу не удалось запечатлеть на камеру, но в существовании этого явления сомневаться не приходится.
Предсказуемо, что раньше феномен «объяснялся» влиянием неких сверхъестественных сил. Но в начале XX века к исследованию природы чуда приступили ученые. Сначала предполагалось, что движущей силой камней являются магнитные поля Земли. Сам механизм ученым толком объяснить не удалось. Как показала жизнь, теория была несостоятельной, хотя для своего времени она укладывалась в картину мира: электромагнитный подход к изучению тех или иных явлений тогда главенствовал в научных кругах.
У теории появилась масса противников, но наиболее аргументированное опровержение ей нашли лишь в 1970-х американские ученые Роберт Шарп и Дуайт Кэри. За годы изучения этой пустынной местности и наблюдения за камнями они пришли к выводу, что одного ветра тут недостаточно и предположили (и даже доказали опытным путем), что ветер толкал не столько сами камни, сколько куски льда, которые образуются на них, увеличивают площадь контакта с атмосферой и заодно облегчают скольжение.
В 1993 году профессор из университета Сан-Хосе Пола Мессина для изучения движения камней использовала возможности системы GPS. Она изучила изменение координат 162 валунов и выяснила, что на их движение влияет то, в какой части Рейстрэк-Плайя они находятся. Согласно созданной модели, ветер над озером после бури разделяется на два потока, что связано с особенностями геометрии гор, окружающих Рейстрэк-Плайя. Камни, локализующиеся по краям озера, перемещаются в разных, практически перпендикулярных, направлениях. А в центре ветры сталкиваются и закручиваются в своего рода торнадо, заставляя также вращаться и камни.
Существуют ли шаровые молнии? Наблюдения и эксперименты
Вы когда-нибудь видели шаровую молнию? В интернете можно найти много роликов, на которых якобы запечатлели это феноменальное событие. Но в большинстве своем они отдают жутким «фотошопом». Кажется, что только наши бабушки вживую сталкивались с парящими сгустками электричества. Хотя свидетельства очевидцев шаровых молний часто регистрируют, систематизируют и даже пишут по ним целые монографии, которые становятся учебными пособиями в вузах. Существуют ли шаровые молнии? Чем они могут быть на самом деле и что об этом думают ученые?
Наверное, в детстве каждый из нас слышал истории о шаровых молниях, которые залетают в дома и могут вызвать пожар. А потому наши бабушки настаивают: форточки во время грозы должны быть закрыты — чтобы в них не дай бог не залетела шальная шаровая молния. Судя по многим историческим свидетельствам, с шаровыми молниями или похожими на них явлениями люди регулярно сталкиваются еще с античных времен и в разных уголках света.
«Вечером я гуляла и побежала в сторону деревни, собака — за мной. Тут раздался раскат грома, и вслед за нами помчался маленький блестящий шарик. Через несколько секунд шар нагнал собаку, коснулся ее, раздался оглушительный треск. Собака упала. Шкура на ней обуглилась».
Наблюдатель, 1920 год
Описания эти сильно разнятся, однако некоторые закономерности вывести можно. Итак, шаровая молния — это светящаяся сфера размером с небольшой капустный кочан. Часто она появляется до, после или во время грозы после удара молнии. Иногда ее появление никак не связано с погодой. Наблюдают шаровую молнию в течение нескольких секунд или минут. Она может быть разных цветовых оттенков.
Видный исследователь шаровой молнии Александр Григорьев, который трудился в Ярославском государственном техническом университете, посвятил сбору свидетельств от очевидцев шаровых молний многие годы. Он систематизировал тысячи рассказов и пришел к выводу, что чаще всего шаровая молния просто уходит из поля зрения наблюдателя (40%). Иногда она взрывается (26%) или просто тихо угасает (13%), разряжается в землю (8%) или в проводник (6%).
«В полутора метрах я увидел белый шар диаметром 20—25 сантиметров, висевший на высоте полутора метров. Он светился, как лампочка в 15 ватт. Шар казался состоящим из шевелящихся маленьких бело-красноватых искорок».
Наблюдатель, 1962 год
Характеристики наблюдаемых объектов очень сильно варьировались, а потому сам исследователь отмечал, что создать какой-то усредненный «портрет» шаровой молнии не представляется возможным. И это лишь одна из многих сложностей в изучении феномена.
Российские эксперименты
Другая же заключается в невозможности воссоздать шаровую молнию в лабораторных условиях. Прагматический оттенок изучение шаровых молний приобрело после 1950-х годов и развертывания работ в области физики плазмы. Внешне шаровая молния схожа с объектами плазменной природы, но в идеальных лабораторных условиях эти объекты не могут существовать десятки секунд и при этом активно светиться.
Попытки воспроизвести шаровую молнию в лаборатории предпринимались неоднократно. Не сказать, что они были удачными. Иногда удавалось воспроизвести светящиеся объекты, но по своим свойствам они напоминали шаровые молнии лишь отдаленно.
Геннадий Шабанов из Петербургского института ядерной физики РАН в прошлом десятилетии опубликовал научную работу о своих экспериментах по рождению шаровой молнии в лаборатории. Делал он это с помощью экспериментальной установки. У поверхности воды с помощью электрического разряда удавалось создать светящийся шаровой объект. Однако время его жизни было не в пример короче шаровых молний — всего несколько сотен миллисекунд.
Тем не менее исследователи были убеждены, что «формирующееся светящееся образование является аналогом природной шаровой молнии», так как оно успевало демонстрировать свойства природной шаровой молнии. Среди них — отсутствие взаимодействия с диэлектриками, расплавление и распыление проводников, изменение цвета в зависимости от наружной освещенности и фона и так далее.
Ученые провели несколько экспериментов по уточнению температуры их аналога природной шаровой молнии. На высоте 15 сантиметров от электрода аналог не смог расплавить диэлектрик с температурой плавления около 200 градусов по Цельсию. Хлопчатобумажная нить, размещенная на высоте 25 сантиметров от электрода, не загорелась. Когда на нить нанесли тонкий слой коллоидного графита, она загорелась моментально. Ученые сделали выводы, что их аналог оказался довольно холодным, но может проявлять «огонек» в случае с электропроводными телами, в том числе с человеческими.
Такие шарообразные светящиеся объекты удается получать ученым по всему миру. Не всякая команда берется называть их шаровыми молниями — скорее долгоживущими плазменными образованиями.
Наблюдение природной шаровой молнии учеными
В 2014 году в авторитетном рецензируемом журнале Physical Review Letters Цзяньюн Цен с коллегами из Северо-западного педагогического университета Китая описали свой опыт наблюдения шаровой молнии в дикой природе. Они случайно зафиксировали шаровую молнию с помощью видеокамер и спектрографов.
Когда обычная линейная молния ударила в землю, возник шар шириной 5 метров. Он пролетел над землей 15 метров и исчез спустя 1,6 секунды. Спектрограф показал, что основными элементами в шаре были кремний, железо и кальций — те же элементы, которые находились и в почве.
Это наблюдение стало подтверждением теории новозеландца Джона Абрахамсона. В 2000 году он предположил, что после удара молнии в землю внезапное мощное тепло испаряет из почвы оксид кремния. Затем ударная волна поднимает газ в воздух. Если в почве есть углерод (от мертвых листьев или кореньев), он «крадет» кислород из оксида кремния, оставляя облако чистого кремниевого пара. Затем атмосферный кислород повторно окисляет горячий шар газа, что и заставляет шар светиться.
В лабораторных экспериментах в Бразилии и Израиле эта теория также находила подтверждение: когда ученые воздействовали электрическими разрядами на кремниевые пластины, выделялся пар, который затем окислялся. Выглядело это как маленькие светящиеся шары.
Шаровая молния: как себя вести? Как уберечься от шаровой молнии
Одним из самых удивительных и опасных явлений природы является шаровая молния. Как себя вести и что следует делать при встрече с ней, вы узнаете из этой статьи.
Что такое шаровая молния
Удивительно, но современная наука затрудняется ответить на этот вопрос. К сожалению, еще никто не смог проанализировать это природное явление с помощью точных научных приборов. Все попытки ученых воссоздать его в лабораторных условиях также потерпели неудачу. Несмотря на множество исторических данных и рассказов очевидцев, некоторые исследователи и вовсе отрицают само существование этого феномена.
Те, кому посчастливилось остаться в живых после встречи с электрическим шаром, дают противоречивые показания. Они утверждают, что видели сферу от 10 до 20 см в диаметре, но описывают ее по-разному. По одной версии, шаровая молния почти прозрачна, сквозь нее даже угадываются контуры окружающих предметов. По другой, ее цвет варьируется от белого до красного. Кто-то рассказывает, что чувствовал исходящий от молнии жар. Другие не замечали от нее никакого тепла, даже находясь в непосредственной близости.
Китайским ученым повезло зафиксировать шаровую молнию с помощью спектрометров. Хотя это мгновение и длилось полторы секунды, исследователи смогли сделать вывод о ее отличиях от обычных молний.
Где появляется шаровая молния
Как себя вести при встрече с ней, ведь огненный шар может появиться где угодно. Обстоятельства его образования сильно отличаются и трудно найти определенную закономерность. Большинство думают, что встретить молнию можно только во время или после грозы. Однако существует масса свидетельств о том, что она появлялась и в сухую безоблачную погоду. Также невозможно предсказать место, где может образоваться электрический шар. Были случаи, когда он возникал из сети напряжения, ствола дерева и даже из стены жилого дома. Очевидцы видели, как молния появлялась сама по себе, встречали ее на открытой местности и внутри помещения. Также в литературе описаны случаи, когда после удара обычной возникала шаровая молния.
Как себя вести
Если вам «посчастливилось» встретиться с огненным шаром на открытой местности, вы должны придерживаться основных правил поведения в этой экстремальной ситуации.
Шаровая молния: как спастись, если она появилась в доме?
Этот сюжет наиболее страшен, так как неподготовленный человек может запаниковать и совершить фатальную ошибку. Помните, что электрическая сфера реагирует на любое движение воздуха. Поэтому самый универсальный совет заключается в рекомендации сохранять неподвижность и спокойствие. Что еще можно сделать, если в квартиру залетела шаровая молния?
Как помочь пострадавшему
Помните, что молния может нанести очень серьезную травму или вообще лишить жизни. Если вы увидели, что человек ранен ее ударом, то срочно примите меры – перенесите его в другое место и не бойтесь, так как заряда в его теле уже не останется. Положите его на пол, укутайте и вызывайте «скорую». В случае остановки сердца делайте ему искусственное дыхание до приезда врачей. Если человек пострадал не сильно, положите ему на голову мокрое полотенце, дайте две таблетки анальгина и успокаивающие капли.
Как уберечь себя
Как уберечься от шаровой молнии? Прежде всего необходимо предпринять действия, которые обезопасят вас во время обычной грозы. Помните, что в большинстве случаев люди страдают от электрического удара, находясь на природе или в сельской местности.
Шаровая молния как появляется
На основе анализа общедоступных сведений о свойствах Шаровой молнии выдвинута гипотеза, позволяющая объяснить эти свойства, и приведено ее обоснование. Шаровая молния это капля жидкого атомарного водорода.
1. Введение
О шаровой молнии (ШМ) собран большой объем информации описательного характера. Весь этот материал представляет собой свод свидетельских описаний случайных очевидцев, т.е. неподготовленных наблюдателей, большинство из которых, вероятно, находилось в состоянии естественного эмоционального возбуждения. Однако, принимая во внимание степень совпадения информации по результатам опроса более полутора тысяч свидетелей, произведенного И. Стахановым, совпадающие данные можно считать достаточно достоверными и пригодными для проведения аналитического исследования с целью выяснения природы ШМ.
К настоящему времени опубликовано не менее десятка гипотез по природе ШМ. Каждая из гипотез акцентирует внимание на некоторых выделенных свойствах ШМ, в основном это излучение и взрывоспособность. Ни одна из существующих гипотез не объясняет все известные свойства в комплексе.
Предлагаемая гипотеза объясняет, или не противоречит, ни одной характеристике, описанной свидетелями. Все сведения о ШМ, использованные в статье, получены из личных бесед автора с очевидцами или из средств массовой информации, ссылающихся в основном на работы И. Стаханова.
При поиске решения, раскрывающего природу ШМ, был применен метод исследования «черного ящика», по понятным причинам использующий только имеющиеся наблюдения, без возможности применения дополнительных, целенаправленных испытаний. Однако накопленных данных достаточно и они очень разноплановы, что и позволило найти предлагаемое ниже решение. В работе не приводится последовательность логических построений, обобщений и заключений, которые привели к решению, а только сам результат.
Обоснование истинности решения проведено методом сравнения предполагаемых свойств гипотетического объекта с наиболее достоверными свойствами реальной шаровой молнии.
2. Используемые сведения
Наиболее достоверные сведения о шаровой молнии.
3. Предлагаемое решение
Необычное агрегатное состояние атомарного водорода, само по себе претендующее на статус открытия (и требующее подтверждения), доказывается существованием ШМ, свойства которых совпадают с легко предсказуемыми свойствами гипотетической капли. Физическую природу такого явления должны выявить последующие, целенаправленные исследования. Однако уже существующие результаты исследований в этой области позволяют сделать некоторые предположения.
При исследованиях электрического разряда над водной поверхностью [1], зарегистрировано расщепление молекул воды и образование атомарного водорода. При этом наблюдалось расщепление спектральной линии водорода, схожее с расщеплением при эффекте Штарка. (Эффект Штарка наблюдается в электрических полях разного типа и зависит от амплитуды этих полей. Кроме того, Эффект Штарка для атомарного водорода сопровождается образованием индуцированного дипольного момента атомов, обусловленного нарушением симметрии их электронной оболочки).
Таким образом, допущение о существовании жидкого агрегатного состояния атомарного водорода сводится к предположению о существовании остаточного индуцированного дипольного момента атомов, достаточного для формирования атомарных связей, обеспечивающих такое состояние при нормальных климатических условиях. Природная молния, в качестве генератора накачки для получения таких характеристик, явление вполне подходящее.
4. Сравнительный анализ
Проследим жизненный цикл гипотетического объекта (капли жидкого атомарного водорода), объемом один литр, и сравним его ожидаемые свойства с приведенным выше описанием природной ШМ.
Итак, при попадании молнии в водоем, в образовавшемся в воде токоведущем канале (стримере) произойдет электролиз воды и образование атомарного водорода с возбужденной электронной оболочкой, который при благоприятных условиях может сконденсироваться в жидкость. Эта жидкость выталкивается из воды в шарообразной форме или, гораздо реже, в форме тора (по аналогии с дымными клубами импульсных процессов).
Если же молния попадет не в водоем, а в предмет с большой поверхностью, смоченной водой (крона дерева, промоченная земля), то также можно ожидать образование достаточного количества возбужденного атомарного водорода и конденсацию его, при благоприятных условиях, в жидкость, но в этом случае, скорее всего, в форме шара.
Образовавшийся объект будет плавать (летать) в воздухе, излучая оранжевое, голубое или фиолетовое свечение (спектральные линии излучения атомарного водорода).
В равновесном состоянии энергия температуры тела равномерно распределяется по всем степеням свободы внутренней структуры тела. В нашем случае состояние сугубо неравновесное. Подвижность электронов оболочки атомов водорода соответствует очень высокой температуре, тогда как все остальные степени свободы жидкого водорода соответствуют температуре, мало отличающейся от нормальной. Такое состояние приводит к видимости эффекта «холодного свечения».
Процесс излучения должен сопровождаться явлением, похожим на испарение. Нормализовавшиеся в процессе излучения атомы, утрачивают дипольный момент, а значит, и необходимые межатомные связи, переходят в газообразное состояние и, испаряясь, покидают объект, сгорая в кислороде окружающего воздуха. Сгорание, происходящее в непосредственной близости от поверхности объекта, будет вызывать на равномерном фоне основного излучения дополнительные, перемещающиеся светлые блики, а также реактивный двигательный импульс со случайно изменяющимся вектором тяги, что будет вызывать эффект самопроизвольного «активного» перемещения объекта.
Интенсивность внешнего горения определяется скоростью испарения водорода, и незначительна (ведь объем ШМ практически не изменяется во времени), но вызвать слабые ожоги при кратковременном контакте, без нарушения поверхностного слоя натяжения, вполне способна.
Все количественные оценки, приведенные выше, произведены для объекта состоящего из чистого жидкого водорода. Однако, для соблюдения корректности, мы должны предположить наличие в рассматриваемом объекте растворенных примесей, на пример, азота или собственно воздуха. В этом случае все приведенные оценки нужно рассматривать как верхние границы возможных значений, а истинные значения будут зависеть от процента примесей.
Исходя из факта, что атомарный водород хорошо растворяется в некоторых твердых веществах, нельзя отрицать возможность того, что структура жидкого атомарного водорода способна обеспечить проникновение объекта через тонкое стекло без заметного изменения формы объекта (осмос). Сам факт такого проникновения требует дополнительной проверки, но явно не противоречит предлагаемой модели.
Способность объекта перетекать через малые отверстия под действием перепада давления (сквозняка) не вызывает сомнений.
При попадании грозовой линейной молнии в электропроводку и при наличии там влаги, допустимо предположить образование жидкого водорода в очень малом количестве в небольших полостях. При наличии сквозняка или слабого тления с выделением дыма из такой маленькой порции может «выдуться» пузырь (по типу мыльного). Такой объект, внешне, будет очень похож на шарообразный. Однако, из-за малого объема формирующего вещества время жизни его значительно сократится (до нескольких секунд), и взрывной эффект при разрушении будет многократно слабее и, видимо, сравним с сильным хлопком. Свидетельские показания о разрушительных взрывах ШМ, возникших из электрических приборов, отсутствуют.
Суммируя выше изложенное, можно убедиться, что все предполагаемые свойства гипотетического объекта и свойства природной ШМ практически совпадают. Совпадение столь различных свойств и качеств, вряд ли может быть случайным, и является убедительным доказательством верности выдвинутой гипотезы. Гипотеза не объясняет причину совпадения удельного веса жидкого водорода и воздуха, но, скорее всего, это простое совпадение.
Подведем итог:
Следует добавить. Жидкий водород, являясь элементом таблицы Менделеева, выделяется из остальных элементов тем, что его структура наиболее близка к плазменным структурам. Кроме того, связи электронов с ядром в нем явно ослаблены, а это позволяет сделать предположение, что жидкий атомарный водород мог бы оказаться полезным в качестве промежуточного продукта для получения некоторых типов плазмы.
5. Заключение
Высокая степень совпадения свойств гипотетического объекта со свойствами ШМ, является достаточным основанием для проведения практических исследований для подтверждения выдвинутой гипотезы.
Предложенная модель позволяет провести целенаправленные исследования и оптимизировать условия их проведения. Для создания искусственной ШМ в лабораторных условиях необходимо решить две основные задачи: во-первых, создать электрический разряд с требуемыми характеристиками; во-вторых, создать благоприятные условия для конденсации в каплю атомарного водорода.
Первая проблема решается подбором (или созданием) технических средств с необходимыми характеристиками, которые еще требуется определить методом проб.
Для решения второй, видимо, найдется множество вариантов. Можно предложить общую рекомендацию, по которой необходимо создать над водой замкнутое изолированное пространство с атмосферой без кислорода (чистый углекислый газ или смесь азота с углекислым газом) для исключения возможности образования гремучего газа, а разряд производить или под водой, или из воздуха в водяной фонтан. Тяжелая атмосфера из углекислого газа будет способствовать конденсации водорода в вершине ограничивающего конуса. В смешанной атмосфере азота и углекислого газа возможно наблюдение плавающей ШМ. Температура среды, в которой будет происходить конденсация водорода, должна быть как можно меньше.
Для подтверждения гипотезы вовсе не требуется повторять природную «техно-логию». Можно попытаться получить атомарный водород, с требуемыми характеристиками, любым другим способом, на пример, производя многократный электрический разряд в среде водорода. Может оказаться, что технология атомно-водородной сварки уже давно в качестве промежуточного продукта «горения» использует вещество, формирующее ШМ.
Автор готов рассмотреть любые предложения по сотрудничеству в проведении необходимых исследований для подтверждения гипотезы о водородной природе ШМ и будет признателен любому, кто проведет эти исследования самостоятельно и сообщит ему об этом.
Практический совет. Если Вы не можете покинуть помещение, куда проникла ШМ, постарайтесь сжечь ее при помощи длинного предмета с металлическим наконечником (лыжная палка, швабра с держателем, подстаканник на бутылке), закрыв лицо и руки плотной толстой тканью. Действовать надо быстро.
Шаровая молния как появляется
Существует немало загадочных явлений происходящих на нашей планете, которые мало изучены людьми. Одним из таких явлений является шаровая молния. Эта аномалия, как её еще называют, очень редкая и в лабораторных условиях её наиболее точно повторить ещё никому не удавалось. Всего, по некоторым данным, зарегистрировано около 10000 появлений шаровой молнии, как правило, во время грозы. Существуют более 400 теорий образования шаровой молнии. Что же из себя представляет шаровая молния?
Шаровые молнии могут отличаться внешним видом. Однако узнать шаровую молнию очень легко, несмотря на разнообразие ее видов. Обычно она имеет, как можно легко догадаться, форму шара, светящегося, как лампочка на 60-100 Ватт. Гораздо реже встречаются молнии похожие на грушу, гриб или каплю, или такой экзотической формы как блин, бублик или линза. Зато разнообразие цветовой гаммы просто поражает: от прозрачного до черного, но лидируют все же оттенки желтого, оранжевого и красного. Цвет может быть неоднородным, а иногда шаровые молнии меняют его, как хамелеон. Говорить о постоянном размере плазменного шара тоже не приходится, он колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Но обычно люди сталкиваются с шаровыми молниями диаметром 10-20 сантиметров. Хуже всего в описании молний дело обстоит с их температурой и массой. По данным ученых, температура может быть в пределах от 100 до 1000 о С. Но при этом люди, сталкивавшиеся с шаровыми молниями на расстоянии руки, крайне редко отмечали хоть какое-то тепло, исходившее от них, хотя по логике, они должны были получить ожоги. Такая же загадка и с массой: какого молния не была размера, она весит не более 5-7 грамм[7].
Первое возникновение шаровой молнии было засвидетельствовано в описании одного из самых трагических происшествий, случившееся 21-го октября 1638-го года. Шаровая молния на большой скорости через окно буквально влетела в церковь деревни «Вайдкомб-Мур». Очевидцами было рассказано, что тогда еще непонятный для них искрящийся огненный шар в диаметре более двух метров каким-то образом выбил силой из церковных стен пару камней и деревянные балки[9].
Как уже говорилось раннее, существует множество теорий насчет образования и протекания шаровой молнии. Среди которых данному явлению присваивают божественную кару, участие НЛО и так далее, но мы рассмотрим наиболее научные и правдоподобные теории.
Проникновение шаровых молний в жилые дома и их способность образовываться внутри самолетов крайне сложно объяснить. Объяснения того, как они образовываются, даже более разнообразны, чем их физические характеристики. К примеру, согласно различным теориям, шаровая молния может представлять собой облако раскаленных кремниевых частиц, природную ядерную реакцию, эпилептическую галлюцинацию, возникающую из-за воздействия молнии, миниатюрную черную дыру, соединение целлюлозы и других природных полимеров и наполненный микроволнами пузырь плазмы.
В научной работе, опубликованной в журнале Journal of Geophysical Research Atmospheres, ученые объединенной организации научных и индустриальных исследований (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, CSIRO) и австралийского Национального университета, выдвинули теорию, подкрепленную математическими выкладками, которая объясняет процессы, приводящие к появлению, происходящие при формированию шаровых молний.
В основе теории лежит предположение, что шаровая молния не является результатом воздействия микроволнового излучения, аннигиляции антивещества или медленно горящих мелких частичек кремния, которые являются побочными продуктами обычного грозового разряда.
Согласно этой теории, накопленные в воздухе ионы создают в воздухе электрические поля, которые действуют как препятствия для дальнейшего движения ионов. Наличие таких препятствий в некоторых случаях становится причиной скопления высокоионизированного газа в малой области пространства, своеобразного зародыша шаровой молнии. Существование препятствий из электрических полей, по мнению ученых, объясняет тот факт, что некоторые шаровые молнии видны как будто бы они находятся за толстым слоем стекла.
Такая теория объясняет, почему шаровые молнии чаще всего возникают во время гроз и неподалеку от мощных излучателей энергии. Грозовые разряды и излучатели радаров самолетов являются мощными источниками потоков ионов, которые скапливаются и возбуждают молекулы воздуха, что приводит к формированию шаровой молнии, которая затем разрушается тихо или громко, взрываясь, как хороший заряд[8].
Одна из самых известных теорий была выдвинута нашим соотечественником, нобелевским лауреатом, академиком Петром Леонидовичем Капицей. В 1955 году он опубликовал доклад «О природе шаровой молнии». В своей работе Капица объясняет и возникновение шаровой молнии, и многие (если не все) её странные особенности возникновением коротковолновых электромагнитных колебаний в пространстве между грозовыми тучами и земной поверхностью.
Но вот чего академику не удалось объяснить, так это природу тех самых коротковолновых колебаний[3].
Следующую гипотезу выдвинул Б. М. Смирнов. Он предположил, что у шаровой молнии внутри есть ядро, которое состоит из некой ячеистой структуры. Вокруг ядра находится достаточно прочный каркас, состоящий из плазменных нитей. Но поведение огненных шаров ученый также объяснить не смог.
Д. Тернер выдвинул свою версию происхождения этого явления. По теории Тернера шаровая молния возникает из-за термохимических реакций, которые возникают в водяном паре при сильном электрическом поле. Но и в этой теории есть множество нестыковок.
Одной из самых стройных теорий можно считать гипотезу новозеландских химиков Д. Динниса и Д. Абрахамсона. Ученые постарались доказать, что плазменные шары возникают при ударе линейной (обычной) молнии в почву. При этом возникает клубок карбида кремния и волокон кремния. Постепенно окисляясь на воздухе, эти волокна начинают излучать свет. Так и возникает огненный шар температурой 1200 – 1400° C, который медленно тает на воздухе. Если температура молнии превышает эти значения – она взрывается. Но, какой бы правдоподобной ни была эта теория, она не смогла объяснить многие факты[1].
Известный советский физик-теоретик Я.Френкель считал, что шаровая молния – это образование, вызванное созданием при ударе обычной молнии газообразных химически активных веществ. Они горят в присутствии катализаторов в виде частичек дыма и пыли. Но науке не известны вещества с такой колоссальной теплотворной способностью.
Сотрудник НИИ механики Московского государственного университета Б.Парфенов считает, что шаровая молния – это тороидальная токовая оболочка и кольцевое магнитное поле. Когда они взаимодействуют, из внутренней полости шара выкачивается воздух. Если электромагнитные усилия стремятся разорвать шар, то давление воздуха, напротив, пытается смять его. Если эти силы уравновешены, то шаровая молния приобретет стабильность[6].
Таким образом у той или иной теории есть свои недочеты.
Попытки воспроизвести шаровую молнию оказывались неудачными, что обескураживало физиков во всем мире, тогда как успех в этом деле был бы, безусловно, гигантским шагом вперед. Ведь можно было бы создавать шаровую молнию «по заказу» и проводить с ней эксперименты в лаборатории.
Но вот лет двенадцать тому назад два инженера-электрика, братья Кеннет и Джеймс Корум из американского штата Огайо получили в лаборатории электрические шаровые молнии различных, очень ярких цветов.
Удивительно, что сведения, необходимые для этого открытия, были доступны уже на протяжении более ста лет, они содержались в записках 1899 года легендарного физика, доктора Николы Теслы (1856-1943 годы). Именно воспроизведение братьями Корум эксперимента, описанного Теслой, сделало общедоступным то, что, по недосмотру, длительное время оставалось тайной.
В список теорий возникновения шаровых молний входят предположения о том, что они могут быть крохотными черными дырами или небольшим ядерным взрывом. Руководитель группы ученых профессор Герд Фуссман пояснил, что ранее неоднократно предпринимались попытки создания шаровой молнии в лабораторных условиях. Одна из команд исследователей смогла получить шары плазмы, состоящие из ионизированного газа. Российская группа ученых создала подобие этого явления, производя электрические разряды над водой.
Эксперимент команды профессора Фуссмана основывается на опыте российских исследователей. В сосуд, наполненный водой, опускают два электрода, один из которых изолирован от влаги глиняной трубкой. Во время высоковольтного разряда жидкость поступает в трубку, испаряется и образует плазмоид, состоящий из молекул воды. Несмотря на то, что сами плазмоиды достаточно холодные, они излучают яркий свет[4].
Тот факт что шаровая молния притягивается и портит все электрические приборы, плавит провода и взрывает телевизоры свидетельствует о том, что данное явление возможно имеет заряд. Были случаи, когда она буквально плавила железную монету и оставляла совершенно целым, лежавшую рядом бумажную купюру, что даёт понять о высокой температуре внутри шаровой молнии и его реакции на проводник с меньшим сопротивлением. Действия этого явление на человека крайне разнообразно: кому-то оставляет страшные ожоги на теле иногда в виде рисунков, у некоторых эта встреча остаётся последней, причём убитые шаровой молнией долго не разлагаются, и у него замедляется процесс старения. Мы всё же полагаем, что электрическое составляющее у шаровой молнии всё же присутствует, так как она имеет характерные черты электрического тока, это, к примеру, идти по пути меньшего сопротивления (случай с монетой), излучает энергию (взрыв телевизора), а так же тот факт, что что-то похоже повторил Тесла, это подтверждает.
Шаровые молнии приходят из другого измерения?
Людей, которые видели шаровую молнию, наверное, еще меньше, чем тех, кто встречал привидение. И еще меньше тех, кто после встречи с этим феноменом принялся его изучать. Сделавшись учеными, такие счастливчики удивляют нас своими гипотезами.
Шаровые молнии и призраки
Сравнение с призраками — неслучайно. Согласно информации британского Клуба привидений (The Ghost Club), научно-исследовательской организации, которая занимается исследованиями паранормальных явлений, отличительной чертой большинства призраков является их бесшумное появление и исчезновение. То же можно сказать и про шаровую молнию.
Призраки способны принимать любые формы, в том числе создавать некие шарообразные образования. Кроме того, это еще и сгусток электрического заряда. Не по этой ли причине снимков шаровых молний (их можно сосчитать по пальцам) все-таки больше, нежели фотографий якобы привидений. Отсюда появилась версия, что шаровые молнии, как и привидения, следствие галлюцинаций или расстроенной психики.
Распространенные гипотезы
Если собрать исключительно научные версии происхождения шаровых молний, то даже их краткое изложение составит приличных размеров том. Ученые всего мира серьезно относятся к этому явлению, но при этом не могут его ни теоретически объяснить, ни экспериментально воспроизвести в лабораторных условиях, ни даже достоверно задокументировать. Известный физик Петр Капица полагал, что шаровая молния — это газовый разряд, движущийся вдоль силовых линий стоячей электромагнитной волны между облаками и землей. Другой наш замечательный соотечественник Борис Смирнов высказывал предположение, что это плазменная ячеистая структура, в которой хранится ее энергетический запас.
На настоящий момент действенной является только памятка о том, как нужно себя вести при встрече с незваным гостем, в частности, не делать резких движений и постараться свести к минимуму колебания воздуха. Непредсказуемость поведения шаровой молнии и нарушение вышеуказанных правил чреваты гибелью или получением сильных травм.
Шаровые молнии — из другого измерения
Однажды летним днем в начале 1980-х итальянский подросток сидел в своей спальне и смотрел, как на римские окрестности накатывает послеобеденная гроза. Внезапно в углу комнаты появилась светящаяся сфера размером с футбольный мяч. Ни тепла, ни запаха — шар парил примерно в метре перед ним и чуть поднимался над его головой. Темно-желтый непроницаемый шар парил всего несколько секунд, затем он исчез так же бесшумно, как и появился. Тинейджер даже не успел испугаться.
Увиденное настолько заинтересовало Андреа Айелло (Andrea Aiello), что, выучившись на физика, он стал трудиться в стенах немецкого Института науки о свете имени Макса Планка, где развивает свои собственные теории об этом явлении. Наиболее вероятное объяснение состоит в том, что он был свидетелем шаровой молнии, редкой формы атмосферного электричества, которая может плавно парить над землей внутри или снаружи зданий и даже проходить через закрытые окна.
Одни ученые считают, что шаровые молнии — это результат разряда электрической энергии во время сильных гроз. Другие думают, что это природное явление могло быть вызвано самими ударами молнии. Некоторые считают, что это беспорядочная путаница линий электромагнитного поля, блуждающих по Земле в одиночку. Наиболее причудливо выглядит очередная гипотеза о том, что шаровые молнии — из другого измерения.
Присоединяйтесь к телеграм-каналу Правды.Ру с возможностью высказать ваше собственное мнение)
Статья на тему: Шаровая молния
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
Проект на тему : «Шаровая молния»
1.Наблюдения шаровой молнии……………………………………………….4-7
2. Возникновение шаровой молнии……………………………………………7-8
3. Внешний вид шаровой молнии……………………………………………. 9
4.Шаровая молния в движении.…………………………………………………10
5.Энергетика шаровой молнии………………………………………………10-11
6.Опасность шаровой молнии…………………………………………………. 11
7.Частота появления шаровой молнии……………………………………. 11-12
8. Природа шаровой молнии………………………………………………. 12-13
9. Физическая природа шаровой молнии………………………. 13-14
В представленной работе будет идти речь об одном из самых интересных — с точки зрения физики — явлений природы — шаровой молнии. Шаровой молнией принято называть светящиеся образования, по форме напоминающие шар. Это явление возникает иногда во время грозы в воздухе, чаще всего, вблизи поверхности. Всегда сопровождаясь обычной молнией, шаровая молния сильно отличается от неё и по своему поведению, и по внешнему виду.
В отличие от обычной (линейной) молнии, шаровая не сопровождается громом, она практически бесшумна. С другой стороны, шаровая молния может существовать до нескольких минут, тогда как обычная молния характеризуется кратковременностью. Поведение шаровой молнии является совершенно непредсказуемым. Абсолютно невозможно предсказать направление, в котором в следующее мгновение переместится светящийся шар и чем завершится его появление (взрывом или простым исчезновением).
Существует множество вопросов, касающихся шаровой молнии. Каким образом она попадает в закрытые помещения? Что служит предпосылками для ее появления? Почему она светится, но при этом не излучает тепла? Из-за чего ее форма столь длительное время остается неизменной? Эти и некоторые другие вопросы пока остаются без ответа.
1.Наблюдения шаровой молнии
Не смотря на то, что обилие фактов о наблюдениях неопознанных летающих объектов (НЛО) с течением времени неуклонно растет, как и количество гипотез, пытающихся объяснить этот феномен, тем не менее, по-видимому, проблема еще далека от какого-либо однозначного объяснения. Однако это не означает, что любая, из выдвигаемых гипотез или любое утверждение, претендующие на научность, может быть приемлема для объяснения феномена аномальных явлений.
Действительно, при наблюдениях, особенно с больших расстояний, внешние признаки ряда НЛО и ШМ могут похожи. Часто среди тех и других феноменов встречаются шарообразные и яйцевидные объекты с преобладанием белого, желтого, оранжевого цветов. НЛО и ШМ могут беззвучно перемещаться, тяготея, в ряде случаев, к проводникам и источникам электрического тока, а подчас и оставляя следы воздействия на предметах или на грунте. Имеют место и другие сходные характеристики, присущие этим объектам. Но можно ли на основании этих совпадений утверждать, что указанные явления имеют одну природу? Нам представляется, что подобные заявления слишком поспешны и поэтому приносят больше вреда, чем пользы.
Еще в 1982 году кандидат физико-математических наук, сотрудник астрономического института им. П. К. Штернберга Гиндилис Л. М. и автор настоящей статьи провели сравнительный анализ временного распределения шаровых молний и аномальных аэрокосмических явлений над территорий СССР. А через год эта работа докладывалась на заседании Ленинградской Комиссии по аномальным явлениям при Географическом обществе СССР. В основу этой работы легли сообщения очевидцев о 370 наблюдениях ШМ и 1584 наблюдения аномальных явлений за период 1900-1980 год.
Эти массивы исследовались по следующим временным характеристикам: годам, месяцам, времени суток, длительности явлений. В результате проведенного анализа выяснилось, что найденные закономерности во временном распределении показывают по всем четырем изученным характеристика существенные различия между ШМ и НЛО. Так, например, пики наблюдений этих объектов по годам, месяцам и времени суток не совпадают. Если, допустим, пик наблюдений АЯ-НЛО приходится на 20-21 час местного декретного времени, то для ШМ он лежит в диапазоне 12-16 часов. Тоже можно сказать и о сравнительном распределении исследованных объектов по времени существования. Многие наблюдения очевидцев, в том числе вошедшие в наш сравнительный анализ показывают, что большинство НЛО в среднем наблюдаются на протяжении 1-19 минут, хотя известны и многочасовые наблюдения. Для шаровых молний среднее время наблюдения значительно меньше и максимум, соответственно, лежит в интервале 2-20 секунд, а наблюдений протяженностью более 4 минут ни в нашем сравнительном анализе, ни в других источниках не отмечено. По-видимому, длительность наблюдения шаровых молний определяется временем их существования.
Необходимо отметить резкое различие между ШМ и НЛО в части их линейных размеров. Если размеры НЛО, по данным различным источникам, в том числе и дистанционным приборным измерениям, могут достигать десятков и сотен метров, то максимальные размеры ШМ лежат, в пределах 1-3 метра. Шаровые молнии больших размеров, как правило, не встречаются. Большинство же ШМ имеют размеры 7-30 см.
Можно было бы еще долго обсуждать различия между ШМ и НЛО, но и из вышесказанного можно сделать вывод, что эти объекты представляют собой различные классы явлений. А это означает, что, говоря о ШМ и НЛО, не следует по нескольким совпадающим характеристикам пытаться объяснить «заодно» и другие особенности этих объектов.
Ведь, строго говоря, ни для ШМ, ни для НЛО в настоящее время нет ни одной теории, которая бы полностью охватывала весь комплекс присущих этим феноменам характеристик и эффектов. Поэтому любые попытки проведения каких-либо корреляций между ШМ и НЛО должны базироваться на четко установленных закономерностях, а не на интуитивном «подтягивании» внешне похожих фактов, имеющих, возможно, совершенно различную природу.
Какие только жуткие истории не рассказывают время от времени о проделках шаровой молнии. Это и оплавленный металл, и согнутые в «бараний рог» здоровенные двутавровые балки, и вскипяченная за считанные секунды вода в огромных бочках, куда залетала не в меру любопытная ШМ, и многое другое. Можно ли хоть как-то объяснить эти, подчас далеко не невинные «забавы» огненного шара?
Не смотря на то, что феномен ШМ был известен нашим предкам с древнейших времен, наука, по сути дела, на сегодняшний день не имеет пока ни одного достаточно четкого объяснения этого явления. В средние века, скажем, все обстояло значительно проще – непонятные, и страшные явления автоматически относились к деятельности Сатаны или Дьявола. Да и сейчас, не смотря на обилие накопленных фактов, ответ на вопрос о физической сущности ШМ далек от однозначного объяснения. Известно, что шаровая молния представляет собой ярко светящееся образование, неподвижно висящее в воздухе или плавно и беззвучно плывущее на небольшой высоте от поверхности Земли. Иногда ШМ заканчивает свое существование тихо и спокойно, как будто кто-то ее выключает, а иногда взрывается с оглушительным грохотом, разбрасывая, разрушая и корежа все находящиеся вокруг предметы. Известны случаи, когда при взрыве ШМ ломались, как спички, телеграфные столбы толщиной в 15 сантиметров, рвались толстые провода линий высоковольтных передач. И это не случайно, так как давно известны, что шаровые молнии очень «неравнодушны» к электричеству и металлическим проводникам. Описаны даже случаи, когда ШМ прямо с улицы, по скрытой в стене проводке, продирались в квартиру, или как ни в чем не бывало, появлялись. из розетки электрической цепи.
Не однократно досаждали шаровые молнии пилотам самолетов и вертолетов. В рапортах летчиков иной раз встречаются прямо-таки фантастические описания проделок ШМ, хотя, не смотря на загадочность, сообщения были строго документированы и расписаны по минутам. Удивительно, но факт, что шаровая молния, в ряде случаев, непонятно каким образом и без каких-либо усилий, проникает на борт самолета, летящего на крейсерской скорости, на высоте нескольких километров. После проникновения на борт, ШМ, как правило, устремляется прямо в кабину пилотов или в пассажирский салон или к двигателям. Полетав там несколько десятков секунд, она, либо бесшумно вылетает «на волю», либо взрывается, выводя из строя приборы и заставляя совершать рискованную вынужденную посадку. Несколько раз после такой посадки летчики находили в металлических бортах своих машин дыры в несколько сантиметров диаметром.
В марте 1991 года такой случай произошел в пассажирском самолете, выполнявшим короткий рейс по маршруту Тбилиси – Сочи. В июле 1989 года в Ульяновске шаровая молния «напала» на трамвай. К счастью, обошлось без жертв. По команде водителя пассажиры успели вовремя покинуть вагон, и через несколько секунд под его днищем сверкнула, прижатая к дороге ШМ. Раздался звук раздираемого металла, и корпус трамвая стал разваливаться как под ножом автогена. А через несколько секунд трамвай вспыхнул огнем, как бензиновая канистра.
2. Возникновение шаровой молнии
Термином «шаровая молния» определяется одиночная светящаяся стабильная и сравнительно небольшая масса воздуха, наблюдаемая в атмосфере, связанная с грозовыми явлениями и естественной молнией.
Одним из поражающих факторов для шаровой молнии является аэротоксический. Молния порой выделяет столь токсичные вещества, что люди отравляются ими чрезвычайно быстро. Люди не сгорали и не получали поражения от электрического разряда, а были отравлены веществами, выделяемыми шаровой молнией.
В Ставропльском крае во время грозы огненный шар величиной с футбольный мяч, подпрыгивая, катился по улице. При соприкосновении с землей он выбивал ямы полметра в глубину и полтора в диаметре. В итоге шар изрешетил всю улицу на протяжении двух кварталов, потом с шумом разорвался и огненной струей ушел в небо.
Шаровая молния имеет высокую температуру в своей внутренней части, но снаружи ее оболочка может быть совершенно холодной. Зарегистрировано много случаев, когда молния была на каком-то предмете, проходила через щели, но не оставила никаких следов, в то время как немало случаев, когда такая же молния расплавляла гранит, грунт, металлы и пр. Не исключено, что и человек мог быть просто испепелен, испарен молнией.
Одним из объяснений возникновения шаровой молнии может быть плазменный заряд при интерференции электромагнитных волн возникающих при грозовых разрядах. Экспериментальную проверку этого предположения провели физики Токийского университета И. Оцуки и Х.Офуруто. Пятикиловаттный магнетрон генерировал электромагнитное излучение на частоте 2,45 ГГц, которое направлялось на резонатор сечением 161х370 мм.
Еще большее сходство с шаровой молнией проявилось и тогда, когда на выходе из резонатора была помещена керамическая пластинка толщиной 3 мм. Плазменное образование проникло за ее пределы, ничуть ее не повредив. Именно так проникает шаровая молния через различные диэлектрики, например, стекло.
Когда в резонатор был помещен медный прут, вдоль которого направлялся поток воздуха, то плазменные разряды перемещались по пруту против движения воздуха.
Существует и такая версия, предложенная физиками из Гёттингена и основанная на строгих расчётах. Они полагают, что загадочные огненные шары обязаны своим появлениям ударам молнии в грунт, при которых возможны возгорания различных органических объектов. Это может быть древесина, трава, пух и прочее. При этом нагрев столь велик, что мгновенно воспламенившаяся органика становится сгустком плазмы, порождающий шаровую молнию.