Попадание шаровой молнии. Шаровая молния - вызов научному миру. Обзор подходов для искусственного воспроизведения
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.
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…
Шаровые молнии непонятным образом исторгаются из электрических розеток в доме и «просачиваются» сквозь малейшие щели в стенах и стекла, превращаясь в «сосиски» и затем снова принимая обычную свою форму. При этом не остается никаких оплавленных следов… Они то спокойно висят на одном месте на небольшом расстоянии от земли, то несутся куда-то со скоростью 8-10 метров в секунду. Встретив на своем пути человека или животное, молнии могут держаться от них вдалеке и вести себя мирно, могут любопытно кружить поблизости, а могут напасть и обжечь или убить, после чего или растаять, как ни в чем не бывало, или взорваться с ужасным грохотом. Однако, несмотря на частые рассказы о травмированных или убитых шаровой молнией, число их сравнительно невелико - всего 9 процентов. Чаще всего, молния, покружив по местности, исчезает, не причинив никакого вреда. Если она появилась в доме, то обычно обратно «просачивается» на улицу и только там тает.
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.
Шаровая молния – красивый миф или ? Тысячи людей по всему миру утверждают, что лично видели его – светящийся, приблизительно сферический шар света. Как правило, этот феномен отмечают во время грозы, но подробности наблюдений очень сильно различаются. Размер огненных шаров составляет от нескольких сантиметров до метра и более. Они могут быть красными, синими, желтыми, белыми или даже зелеными. Время их существования – от нескольких секунд до нескольких минут. Они бесследно исчезают или взрываются, создавая разрушения и причиняя вред. Что такое шаровая молния и что делать при встрече с ней?
Характеристики природного явления
Они могут блуждать над землёй или спускаться c неба, висеть неподвижно или лететь с внушительной скоростью, излучать жар или казаться совершенно холодными. Есть свидетельства о шаровых молниях, появлявшихся в летящих самолётах и путешествовавших над головами ошеломлённых пассажиров. Некоторые очевидцы даже утверждают, что сияющие шары двигаются и ведут себя подобно живым существам. Иногда держатся поодаль, порой, словно с любопытством кружат вокруг, а часто и «нападают».
Соприкосновение с загадочным шаром может быть чревато ожогом или даже смертью. Если гроза бушует за окном, может ли шаровая молния пройти через стекло? Да, и даже сквозь стену, как говорят многочисленные свидетели подобных происшествий. Поэтому неудивительно, что люди задаются закономерным вопросом: если действительно есть в природе шаровая молния, как себя вести при ней и обезопасить себя?
Именитые философы и ученые, такие как Луций Сенека, Нильс Бор и Пётр Капица внимательно изучали феномен шаровой молнии. Современные физики, долгое время сомневавшиеся в достоверности этого удивительного явления, теперь пытаются сформулировать правдоподобное объяснение его существования, уже не вызывающего сомнений. Вот только получить внятные ответы на накопившиеся вопросы пока не удалось.
Что из себя представляет шаровая молния и что нужно делать при встрече с ней? Почему она движется по непредсказуемым траекториям и «ведёт себя» так странно? Какой источник энергии поддерживает её? В каких случаях она представляет угрозу для людей, а в каких – безвредна?
Что делать, если залетела шаровая молния?
Выдвинуто множество научных и любительских версий о физике и происхождении странного явления, но пока что ни одна из них не подтверждена. В лаборатории получить шаровую молнию тоже ещё не удалось. На сегодняшний день нам остаётся только гадать, что представляет из себя эта таинственная светящаяся сфера.
Все, что остается людям, это соблюдать все рекомендации, касающиеся возможной встречи с феноменом. Они сводятся к максимальному проявлению осторожности.:
Чтобы снизить с опасным феноменом, во время грозы нужно держать окна и двери в доме закрытыми. Может ли шаровая молния пройти через оконное стекло? К сожалению, да. Однако считается, что в основном она движется в потоках воздуха и «любит» сквозняки, поэтому не стоит их создавать.
Молния шаровая — неразгаданная тайна природы
Деревня, в которой жили несколько поколений моих предков, называется Березовка и расположена в 150 километрах от мегаполиса. Сегодня там никого не осталось, и выбираемся мы туда редко. Огород зарос, дом, прежде крепкий, скособочился. Дом — совсем небольшой: чулан, кухня и зала, как ее называют местные. Летом 2005 года я лежал в зале на старой кровати, с прогнутой сеткой. Жена на кухне готовила салат, а я наслаждался шумом дождя и звуками грома. Дверь в чулан была открыта, форточка в зале тоже, и после очередного раската грома из кухни через залу пронеслась молния и вылетела в окно. Была она точно такая, как рисуют на картинках: синяя, переломленная в нескольких местах. Произошло это стремительно, я даже не успел открыть рот от удивления. Но вслед за ней в комнату немедленно влетела шаровая молния. Она остановилась ровно посредине помещения. Я наблюдал за ней во все глаза, не испугавшись ни капельки, настолько это было необычно. Молния была похожа на мыльный пузырь красного цвета, только заполненный внутри какой-то подрагивающей субстанцией. Я лицезрел ее секунды две, после чего огненный шар, не попрощавшись, вылетел в форточку вслед за первой гостьей. Мне показалось, что вторая преследует первую. Страх пришел позже. Так я стал одним из немногих, кому удалось столкнуться с необычным и загадочным явлением – шаровой молнией!
Совсем немного истории
Где, кто и когда впервые увидел и зафиксировал на бумаге или рисунке шаровую молнию — неизвестно. Первооткрывателями небесного чуда выступают многие люди, ученые и страны.
Величественное явление природы — шаровая молния
Были письменные упоминания о таинственных светящихся шарах в римских летописях 106 года до нашей эры. Там шаровые молнии сравнивались с огненными птицами, которые несли в клювах раскаленные угли.
Много описаний небесных чудесных шаров в средневековых европейских источниках (Португальских, Французских, Английских).
Документально зафиксированный случай произошел в Англии в графстве Девон в 1638 году, когда огненная хулиганка ранила 60 человек, четверых убила и натворила других бед.
Француз Ф. Араго описал тридцать случаев появления шаровых молний и наблюдений за ними очевидцев.
Свидетельства очевидцев
«Яркий шар вытянулся из розетки. Отделился от нее и как мыльный пузырь поплыл по комнате, переливаясь всеми цветами радуги. Ненадолго застыл над письменным столом и всосался обратно в розетку, но уже другую. В тот момент я был уверен, что у меня галлюцинация».
Но в целом, наука как-то мало интересовалась этим необычным небесным явлением вплоть до середины двадцатого века, когда ей занялись вплотную.
Дело в том, что тогда активизировались работы в области , и к изучению шаровых молний приложили руку многие известные ученые, например, Петр Капица.
Одна из форм материи — плазма
Сегодня интерес к шаровой молнии среди ученых велик. По этой теме проводятся конференции, семинары, симпозиумы, защищаются кандидатские и докторские диссертации.
К сожалению, несмотря на огромный объем сведений, описаний и наблюдений, шаровая молния продолжает оставаться загадкой и лидирует среди таинственных, непонятных и опасных явлений природы.
Что это за явление природы — шаровая молния? Гипотезы
Не поверите, но существует, чуть ли не полтысячи гипотез и теорий о природе шаровой молнии. В короткой заметке не представляется возможным изложить даже малую их часть, ограничимся самыми популярными и экзотическими.
- Первую, дошедшую до нас гипотезу о происхождении огненного чуда, выдвинул Питер ванн Мушенбрук. Он предположил, что шаровые молнии — это болотные газы, сгустившиеся в верхних слоях атмосферы. Они воспламеняются, когда спускаются ниже.
- Российский ученый Петр Леонидович Капица считал, что шаровая молния – это возникающий без электродов разряд, который вызывается сверхвысокочастотными волнами неизвестного происхождения, существующими между тучами и землей.
- Есть теория, что шаровые молнии состоят из шариков горящего кремния, которые образуются при ударе молнии в землю.
- Многие известные физики 19 века, например, Фарадей или Кельвин, считали молнии оптической иллюзией.
- По теории Тернера появляется из-за термохимических реакций, которые возникают в водяном паре при сильном электрическом поле.
- Есть мнение, что шаровые молнии – микроскопические ядерные взрывы или миниатюрные черные дыры.
- Некоторые исследователи считают их живыми и наделяют молнии разумом.
- Другие называют гостей из поднебесья приборами, созданными неизвестным разумом, для исследования нашего мира.
- Группа уфологов сходится во мнении, что огненные дамы — пришельцы из параллельного мира, где жизнь протекает по другим физическим законам. Собрав информацию, они ныряют в свой мир, и, сбросив ее, возникают вновь в нашем, но уже в другом месте. Во время гроз происходит всплеск энергии, и тогда открываются порталы в другие миры.
Форма шаровой молнии
Отталкиваясь от названия «Шаровая», можно уверенно сказать, что основная форма – это шар, огненный шар (fireball).
На самом деле электрическая дама любит, как настоящая леди, часто переодеваться и форму может принимать самую странную и необычную. Шаровая молния была замечена в виде яркой ленты, капли, гриба, медузы, длинного вытянутого яйца, блина, мяча для регби. Неизвестно какой ее настоящий облик, скорее всего, его нет.
Свидетельства очевидцев
«Из прихожей медленно выплыл ярко-красный шар диаметром сантиметров двадцать. Потом быстро принял форму длинного кнута и совершенно бесшумно выскользнул из комнаты через замочную скважину. На двери никаких следов не осталось».
Цвет шаровой молнии
Гостья из поднебесья — настоящая модница, свой цвет она может сменить моментально, не прибегая к долгому и утомительному макияжу. В ее косметичке весь спектр красок.
Шаровые молнии бывают всех цветов - от черного до белого. Нет смысла их перечислять, здесь буквально вся гамма. Чаще всего молния рядится , оранжевые, белые и зеленые. Хвост раскрашивает по настроению. Меняет она и цвет своей полупрозрачной оболочки.
Черная шаровая молния
Небесная странница черного матового цвета регулярно появляется из-под земли на Черной поляне. Это местечко в маленьком городишке под Псковом. Наблюдать ее в этих местах стали давно, после падения Тунгусского метеорита в 1908 году. Появлялась она в одном и том же месте, что позже навело ученых на мысль зафиксировать ее появление и измерить температуру при помощи приборов. Увы, усилия оказались напрасны, раз за разом исследователи находили приборы в расплавленном состоянии.
Температура шаровой молнии
Вряд ли кто-то назовет вам температуру плазменной красавицы точно. Чаще всего температурная шкала скачет от 100 до 1000 градусов. При тысяче (чуть выше) уже плавится сталь. Некоторые ученые утверждают, что температура шаровой молнии достигает трех миллионов градусов. Число какое-то невероятное!
С уверенностью можно утверждать лишь одно – холодной шаровая молния не бывает, и об отрицательных температурах нигде не упоминается. Зато о взрывах при соприкосновении с какими-либо предметами вспоминают часто. Также известны многочисленны случаи пожаров и возгораний предметов, не к месту оказавшихся на пути огненного шара.
Время жизни шаровой молнии
В лаборатории ученые несколько раз получали шаровую молнию или же ее подобие. Жила она несколько секунд. Время существования ее в природе определить очень сложно, потому что никто не наблюдал шаровую молнию от момента ее рождения до смерти. К тому же вряд ли кто, столкнувшись с этим явлением, станет засекать время по часам, поэтому ощущения у наблюдателей субъективны.
Тем не менее, сравнивая факты и воспоминания очевидцев, ученые пришли к выводу, что жизнь большинства шаровых молний недолговечна: от 7 до 40 секунд. Хотя есть упоминания о часах и даже днях наблюдений за этим огненным объектом. Не знаем, насколько они достоверны.
Свидетельства очевидцев
«Гроза была страшная, после очередного разряда молнии в комнату с потолка стал спускаться огромный огненный шар. Я, не помня себя, выскочила в чулан и захлопнула дверь. Просидела там долго. Когда гроза кончилась, осторожно открыла дверь. Пахло паленым, старые часы, висевшие на стене, превратились в расплавленный бесформенный ком. В остальном был порядок».
Смерть шаровой молнии
Часто свою кончину огненная ведьма обставляет с помпой. Её гибель сопровождается взрывами при столкновении с предметами или строениями, что приводит к сильным пожарам. Есть упоминания, когда при взрыве на воздух взлетают животные, люди и даже испаряется вода из озер и болот. А бывает, что взрывается шаровая молния и в закрытых помещениях, квартирах, но не причиняя при этом вреда ни обстановке ни людям! Иногда же просто испаряется, исчезает тихо и незаметно.
Тайны шаровых молний
Появляется огненная дама чаще всего во время грозы, но иногда выходит прогуляться и в солнечную погоду.
Спутников она не переносит, поэтому . Она может выплыть из-за дерева или столба, спуститься с тучи или неожиданно возникнуть из-за угла. Для нее нет стен и преград. Шаровая молния легко проникает в закрытые помещения, иногда выползает из розеток. Известен случай, когда она залетела в кабину пилота.
Поведение шаровой молнии совершенно непредсказуемо. Скорость полета, траектория не отвечает никаким расчетам. Иногда, кажется, что молния наделена разумом и инстинктами. Она может облететь возникающие перед ней деревья, дома, фонарные столбы, а может, словно ослепнув, в них врезаться.
Часто через дымоходы, открытые окна и форточки незваные гости залетают в дома. В нескольких случаях шаровая молния, пытаясь проникнуть в квартиру, расплавляла стекло, оставляя после себя идеальное круглее отверстие.
Очевидцы говорили, что после взрыва в воздухе еще долго оставался запах серы, словно огненная гостья была посланницей ада.
Непонятно, что влияет на траекторию полета молнии. Это не люди и не животные, так как она может облетать их стороной, она может плыть против него.
Скорость может мгновенно меняться от нескольких сантиметров до сотен метров секунду.
Свидетельства очевидцев
«Я наблюдала грозу из окна моей квартиры с первого этажа. Внезапно по асфальтовой дорожке запрыгал мячик красного цвета. Я, подумала, что его забыли дети. Но внезапно он столкнулся с лавочкой и взорвался с сильным шумом. Я на несколько минут ослепла. Лавочка загорелась».
Если речь идет о тепловых свойствах шаровой молнии, то здесь вообще все непонятно. Иногда под сильным проливным дождем она может спалить огромный мокрый дуб, а иногда, проснувшись к человеку, на оставляет на нем никаких следов.
Но так бывает не всегда, чаще встреча с огненным чудовищем грозит человеку увечьем, ожогами и смертью. О том, как этого избежать мы и поговорим дальше.
ВИДЕО: 10 фактов о шаровой молнии
Как себя вести
Если, не дай Бог, во время грозы вы встретились с шаровой молнией на открытой местности! Придерживайтесь в этой экстремальной ситуации следующих правил поведения.
- Медленно и без резких движений уходите .
- Ни в коем случае не пытайтесь бежать и не поворачивайтесь к огненному шару спиной.
- Если заметили, что шаровая молния направляется к вам, замрите, затаите дыхание, постарайтесь не шевелиться. Скорее всего, через несколько секунд она потеряет к вам интерес и удалится.
- Не вздумайте бросать в нее какие-либо предметы, при столкновении с ними может произойти взрыв.
Шаровая молния: как спастись, если она появилась в доме?
Для неподготовленного человека появление в квартире шаровой молнии будет шоком, к такому не подготовлен никто. Тем не менее постарайтесь не запаниковать, потому что паника может привести к фатальной ошибке, ведь молния реагирует на движение воздуха. Поэтому самый универсальный совет стоять тихо, не двигаться, дышать реже.
- Что делать, если шаровая молния оказалась около вашего лица? Слегка подуйте на нее, вполне вероятно, шар отлетит в сторону.
- Не прикасайтесь к металлическим предметам.
- Не пытайтесь бежать, не совершайте резких движений, замрите.
- Если неподалеку есть вход в другое помещение, попытайтесь медленно пробраться туда.
- Двигайтесь плавно и медленно, а главное, не поворачивайтесь к шаровой молнии спиной.
- Не вздумайте отгонять ее от себя руками или предметами, вы рискуете спровоцировать молнию на взрыв.
- В этом случае вас ждут серьезные неприятности. Возможны ожоги, травма, потеря сознания, сердечные спазмы.
Как помочь пострадавшему
Поражение электричеством от разряда шаровой молнии может привести к очень тяжким последствиям. Если вы столкнулись с такой ситуацией и увидели, что человек ранен, срочно перенесите его в другое место. Заряда в его теле уже нет, поэтому не бойтесь. Положите на пол и вызывайте «скорую помощь». Если произошла , сделайте пострадавшему искусственное дыхание. Если травмы не сильные и человек в сознании, до вызова «скорой» дайте ему пару таблеток анальгина, на голову положите мокрое полотенце и накапайте успокаивающих капель.
Как уберечь себя
- Во время грозы люди часто ведут себя беспечно, не подозревая о реальной опасности, которая им угрожает. Чаще всего удар молнии люди получают на природе.
- Как уберечься от огненного шара в лесу? Не вставайте под одинокое дерево. Лучше укрыться в подлеске или невысокой рощице. Молния редко бьет в березы и хвойные деревья.
- Избавьтесь от металлических предметов. Откиньте подальше от себя ружье, зонт, удочку, лопату и т.д. Потом подберете.
- Не ложитесь на землю, не зарывайтесь в стог сена, просто опуститесь на корточки, чтобы переждать грозу.
- Если во время грозы вы оказались в автомобиле, остановитесь, заглушите двигатель, не прикасайтесь к металлическим предметам. До этого отъезжайте от высоких деревьев на обочину и опустите антенну.
- Как себя вести в доме и надо ли волноваться, если вы под надежной, как вам кажется, крышей? Увы, но громоотвод в случае появления шаровой молнии вам не поможет.
- Еще более опасная ситуация если гроза застала вас в степи. Просядьте на корточки, нельзя возвышаться над ландшафтом. Можно спрятаться в канаве, если таковая окажется рядом, но если канава заполнится водой, покиньте ее немедленно.
- Если вы на воде, в лодке, не вставайте. Гребите медленно, плавно в сторону берега. Причалив, отойдите от воды подальше.
- Снимите с себя все металлические украшения, отключите мобильный телефон. Его звонок может притянуть огненный шар.
- Если вы в дачном домике – закройте дымоход и окна. Хотя стекло не всегда является преградой для шаровой молнии. Она может просочиться и через него, а также и через розетки.
- Если гроза за окнами, а вы в квартире, не рискуйте, вырубите электроприборы, не дотрагивайтесь до металлических предметов. Отключите все внешние антенны и не звоните по телефону.
ВИДЕО: Где можно увидеть шаровую молнию?
Рассказ студента Сергея Огородникова
Шаровые молнии и электрические лампочки – родственники по линии матери
Забавный случай рассказал Сергей Огородников.
— В субботу утром мне позвонил отец. Голос его был взволнованный. Родитель то и дело прерывался на паузы, хотя говорил медленно, шепотом и слова выговаривал, словно, опасаясь чего-то. Накануне они с матерью поехали на выходные в сад, повезли саженцы, какие-то банки, старую одежду, короче, обычные садистские дела.
Сережа, срочно вызывай к нам пожарную команду и позвони на телевидение, пусть тоже немедленно приезжают.
Волнение его тут же передалось и мне. Отец у меня человек разумный, спокойный, не пьет, а заподозрить его в розыгрыше мне не пришло на ум, слишком отчетливо в его голосе читался страх.
Папа, что случилось, - я растерялся, - ты и сам можешь всех вызвать.
У меня только один звонок, второго в запасе нет, иначе она нас заметит.
Кто заметит? – Я по-прежнему ничего не понимал.
Молния! К нам в дом залетела шаровая молния. Висит прямо над дверью, не двигается с места, так что выйти мы не можем, и позвонить я еще раз не смогу, и говорить громко не могу, она отслеживает вибрации воздуха.
Где мама? – Я был уже напуган.
Лежит на диване, спит, я запретил ей двигаться, поэтому она уснула.
Пока пожарные к вам едут, молния может дел натворить, попробуйте вылезти в окно.
Не получится, за окном еще две такие же нас поджидают.
Две молнии?!
Шаровые?
Какие же еще? Конечно шаровые. Наверное, они узнали, что я позавчера лампочку разбил.
Какую лампочку?
Обычную - 100 ватт.
При чем здесь лампочка?
Ты что не знаешь, что они ?
Молнии и лампочки.
Это был уже бред. Поверить в шаровую молнию я еще мог, но про две другие за окном и про то, что лампочки и молнии - родственники! И почему мама преспокойно себе на диване? Что-то было не так. Я попытался придать своему голосу уверенности и сказал: «Жди, скоро прибудет помощь».
Слава Богу, машина у меня стояла не в гараже, а под окном, наверное, это спасло им жизнь. Я гнал как бешеный, не опасаясь , к счастью, никто меня не затормозил, а дорога была на удивление свободной. Участок у нас недалеко от города, поэтому приехал я быстро. Никаких молний перед домом не было. И все же я с опаской открыл дверь, она (еще одно удачное стечение обстоятельств) была не заперта.
Мать действительно лежала на диване, лицо у нее было серого цвета. Отец лежал рядом на полу и выглядел не лучше. Воздух в комнате был тяжелый и густой, его, казалось, можно было потрогать руками. Я почему-то , что это угарный газ, хотя ни разу в жизни не угорал сам.
Отопление у нас в доме печное, дровами. Моментально открыл дверь, припер ее табуреткой. По очереди выволок родителей на свежий воздух. Тут же позвонил в скорую, объяснил, что два человека при смерти от угарного газа. Пока ехали врачи, намочил два полотенца и положил им на головы. Что делать дальше я не знал.
К счастью, машина прибыла быстро, родителей погрузили на носилки, я поехал с ними. Спасибо медикам, все закончилось благополучно. Теперь мы вспоминаем этот случай . Но про звонок, молнии и лампочки мой родитель не помнит.
Мы долго гадали, почему именно такая фантазия пришла в голову человеку, который был в шаге от смерти. Потом отец вспомнил, что незадолго до поездки в сад смотрел документальный фильм про шаровые молнии, который произвел на него сильное впечатление. Я думаю, что если бы это был фильм про феномен времени, кротовые норы и черные дыры, то атаковали бы его одурманенную голову не шаровые молнии, а из параллельной вселенной.
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?
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 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…
Шаровые молнии непонятным образом исторгаются из электрических розеток в доме и «просачиваются» сквозь малейшие щели в стенах и стекла, превращаясь в «сосиски» и затем снова принимая обычную свою форму. При этом не остается никаких оплавленных следов… Они то спокойно висят на одном месте на небольшом расстоянии от земли, то несутся куда-то со скоростью 8-10 метров в секунду. Встретив на своем пути человека или животное, молнии могут держаться от них вдалеке и вести себя мирно, могут любопытно кружить поблизости, а могут напасть и обжечь или убить, после чего или растаять, как ни в чем не бывало, или взорваться с ужасным грохотом. Однако, несмотря на частые рассказы о травмированных или убитых шаровой молнией, число их сравнительно невелико - всего 9 процентов. Чаще всего, молния, покружив по местности, исчезает, не причинив никакого вреда. Если она появилась в доме, то обычно обратно «просачивается» на улицу и только там тает.
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 - 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.
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…
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.
Как это нередко бывает, систематическое изучение шаровых молний началось с отрицания их существования: в начале XIX века все известные к тому времени разрозненные наблюдения были признаны либо мистикой, либо в лучшем случае оптической иллюзией.
Но уже в 1838 году в «Ежегоднике» французского бюро географических долгот был опубликован обзор, составленный знаменитым астрономом и физиком Домиником Франсуа Араго.
Впоследствии он стал инициатором опытов Физо и Фуко по измерению скорости света, а также работ, приведших Леверье к открытию Нептуна.
Основываясь на известных тогда описаниях шаровых молний, Араго пришел к выводу, что многие из этих наблюдений нельзя считать иллюзией.
За 137 лет, прошедших с момента выхода в свет обзора Араго, появились новые свидетельства очевидцев, фотографии. Были созданы десятки теорий, экстравагантных и остроумных, которые объясняли некоторые известные свойства шаровой молнии, и таких, которые не выдерживали элементарной критики.
Фарадей, Кельвин, Аррениус, советские физики Я. И. Френкель и П. Л. Капица, многие известные химики, наконец, специалисты американской Национальной комиссии по астронавтике и аэронавтике NASA пытались исследовать и объяснить этот интересный и грозный феномен. А шаровая молния и поныне продолжает во многом оставаться загадкой.
Трудно, наверное, найти явление, сведения о котором так противоречили бы друг другу. Основных причин две: это явление очень редкое, и многие наблюдения проводятся крайне не квалифицированно.
Достаточно сказать, что за шаровую молнию принимались крупные метеоры и даже птицы, к крыльям которых прилипала труха гнилых, светящихся в темноте пней. И все-таки известно около тысячи достоверных наблюдений шаровой молнии, описанных в литературе.
Какие же факты должны связать ученые единой теорией, чтобы объяснить природу возникновения шаровой молнии? Какие ограничения накладывают наблюдения на нашу фантазию?
Первое, что нужно объяснить: почему шаровая молния возникает часто, если она возникает часто, или почему она возникает редко, если она возникает редко?
Пусть читателя не удивляет эта странная фраза — частота появления шаровой молнии все еще является спорным вопросом.
И еще нужно объяснить, почему шаровая молния (не зря же она так называется) действительно имеет форму, обычно близкую к шару.
И доказать, что она, вообще, имеет отношение к молниям, — надо сказать, не все теории связывают появление этого феномена с грозами — и не без оснований: иногда она возникает в безоблачную погоду как, впрочем, и другие грозовые явления, например, огни святого Эльма.
Здесь уместно вспомнить описание встречи с шаровой молнией, данное замечательным наблюдателем природы и ученым Владимиром Клавдиевичем Арсеньевым — известным исследователем дальневосточной тайги. Встреча эта произошла в горах Сихотэ-Алиня в ясную лунную ночь. Хотя многие параметры наблюдавшейся Арсеньевым молнии типичны, подобные случаи редки: обычно шаровые молнии возникают в грозу.
В 1966 году NASA распространила среди двух тысяч человек анкету, в первой части которой были заданы два вопроса: «Видели ли вы шаровую молнию?» и «Видели ли вы в непосредственной близости удар линейной молнии?»
Ответы дали возможность сравнить частоту наблюдения шаровой молнии с частотой наблюдения обычных молний. Результат оказался ошеломляющим: удар линейной молнии вблизи видели 409 человек из 2 тысяч, а шаровую молнию — два раза меньше. Нашелся даже счастливчик, встречавший шаровую молнию 8 раз,- еще одно косвенное доказательство того, что это совсем не такое редкое явление, как принято думать.
Анализ второй части анкеты подтвердил многие известные ранее факты: шаровая молния имеет в среднем диаметр около 20 см; светится не очень ярко; цвет чаще всего красный, оранжевый, белый.
Интересно, что даже наблюдатели, видевшие шаровую молнию близко, часто не ощущали ее теплового излучения, хотя при непосредственном прикосновении она обжигает.
Существует такая молния от нескольких секунд до минуты; может проникать в помещения через маленькие отверстия, восстанавливая затем свою форму. Многие наблюдатели сообщают, что она выбрасывает какие-то искры и вращается.
Обычно она парит на небольшом расстоянии от земли, хотя встречали ее и в облаках. Иногда шаровая молния спокойно исчезает, но иногда взрывается, вызывая заметные разрушения.
Уже перечисленных свойств достаточно, чтобы поставить исследователя в тупик.
Из какого вещества должна, например, состоять шаровая молния, если она не взлетает стремительно вверх, подобно воздушному шару братьев Монгольфье, наполненному дымом, хотя и нагрета, по крайней мере, до нескольких сотен градусов?
С температурой тоже не все ясно: судя по цвету свечения, температура молнии не меньше 8 000°К.
Один из наблюдателей, химик по специальности, знакомый с плазмой, оценил эту температуру в 13 000-16 000°К! Но фотометрование следа молнии, оставшегося на фотопленке, показало, что излучение выходит не только с ее поверхности, а и из всего объема.
Многие наблюдатели также сообщают, что молния полупрозрачна и через нее просвечивают контуры предметов. А это значит, что ее температура значительно ниже — не более 5 000 градусов, так как при большем нагреве слой газа толщиной в несколько сантиметров совершенно непрозрачен и излучает как абсолютно черное тело.
О том, что шаровая молния довольно «холодна», свидетельствует и сравнительно слабый тепловой эффект, производимый ею.
Шаровая молния несет большую энергию. В литературе, правда, часто встречаются заведомо завышенные оценки, но даже скромная реалистичная цифра — 105 джоулей — для молнии диаметром в 20 см весьма внушительна. Если бы такая энергия расходовалась только на световое излучение, она могла бы светиться много часов.
При взрыве шаровой молнии может развиться мощность в миллион киловатт, так как взрыв этот протекает очень быстро. Взрывы, правда, человек умеет устраивать и более мощные, но если сравнить со «спокойными» источниками энергии, то сравнение будет не в их пользу.
В частности, энергоемкость (энергия, отнесенная к единице массы) молнии значительно выше, чем у существующих химических аккумуляторов. Кстати, именно желание научиться аккумулировать сравнительно большую энергию в малом объеме и привлекло многих исследователей к изучению шаровой молнии. Насколько эти надежды могут оправдаться, говорить пока рано.
Сложность объяснения столь противоречивых и разнообразных свойств привела к тому, что существующие взгляды на природу этого явления исчерпали, кажется, все мыслимые возможности.
Некоторые ученые считают, что молния постоянно получает энергию извне. Например, П. Л. Капица предположил, что она возникает при поглощении мощного пучка дециметровых радиоволн, которые могут излучаться во время грозы.
Реально для образования ионизированного сгустка, каким является в этой гипотезе шаровая молния, необходимо существование стоячей волны электромагнитного излучения с очень большой напряженностью поля в пучностях.
Нужные условия могут осуществиться очень редко, так что, по мнению П. Л. Капицы, вероятность наблюдения шаровой молнии в заданном месте (то есть там, где расположился наблюдатель-специалист) практически равна нулю.
Иногда предполагают, что шаровая молния есть светящаяся часть канала, связывающего облако с землей, по которому течет большой ток. Образно говоря, ей отводится роль единственного видимого участка по каким-то причинам невидимой линейной молнии. Впервые эта гипотеза была высказана американцами М. Юманом и О. Финкельштейном, а в дальнейшем появилось несколько модификаций разработанной ими теории.
Общая трудность всех этих теорий в том, что они предполагают существование в течение длительного времени потоков энергии чрезвычайно высокой плотности и именно из-за этого обрекают шаровую молнию на «должность» чрезвычайно маловероятного явления.
Кроме того, в теории Юмана и Финкельштейна сложно объяснить форму молнии и ее наблюдаемые размеры — диаметр канала молнии обычно составляет около 3-5 см, а шаровые молнии встречаются и метрового диаметра.
Существует довольно много гипотез, предполагающих, что шаровая молния сама является источником энергии. Придуманы самые экзотические механизмы извлечения этой энергии.
В качестве примера такой экзотики можно привести идею Д. Эшби и К. Уайтхеда, согласно которой шаровая молния образуется при аннигиляции пылинок антивещества, попадающих в плотные слои атмосферы из космоса, а затем увлекаемых разрядом линейной молнии на землю.
Эту идею, может быть, можно было бы подкрепить теоретически, но, к сожалению, пока ни одной подходящей частицы антивещества обнаружено не было.
Чаще всего в качестве гипотетического источника энергии привлекаются различные химические и даже ядерные реакции. Но при этом трудно объяснить шаровую форму молнии — если реакции идут в газообразной среде, то диффузия и ветер приведут к выносу «грозового вещества» (термин Араго) из двадцатисантиметрового шара за считанные секунды и еще раньше деформируют его.
Наконец, нет ни одной реакции, о которой было бы известно, что она протекает в воздухе с нужным для объяснения шаровой молнии энерговыделением.
Многократно высказывалась такая точка зрения: шаровая молния аккумулирует энергию, выделяемую при ударе линейной молнии. Теорий, в основе которых лежит это предположение тоже немало, подробный обзор их можно найти в популярной книге С. Сингера «Природа шаровой молнии».
Эти теории, как, впрочем, и многие другие, содержат трудности и противоречия, которым уделено немалое внимание и в серьезной и в популярной литературе.
Кластерная гипотеза шаровой молнии
Расскажем теперь о сравнительно новой, так называемой кластерной гипотезе шаровой молнии, разрабатываемой в последние годы одним из авторов этой статьи.
Начнем с вопроса, почему же молния имеет форму шара? В общем виде ответить на этот вопрос несложно — должна существовать сила, способная удержать вместе частицы «грозового вещества».
Почему капля воды шарообразна? Такую форму придает ей поверхностное натяжение.
Поверхностное натяжение жидкости возникает из-за того, что ее частицы — атомы или молекулы — сильно взаимодействуют между собой, гораздо сильнее, чем с молекулами окружающего газа.
Поэтому, если частица оказывается вблизи границы раздела, то на нее начинает действовать сила, стремящаяся вернуть молекулу в глубину жидкости.
Средняя кинетическая энергия частиц жидкости примерно равна средней энергии их взаимодействия, поэтому молекулы жидкости и не разлетаются. В газах же кинетическая энергия частиц настолько превышает потенциальную энергию взаимодействия, что частицы оказываются практически свободными и о поверхностном натяжении говорить не приходится.
Но шаровая молния — газоподобное тело, а поверхностное натяжение у «грозового вещества», тем не менее, есть — отсюда и форма шара, которую чаще всего она имеет. Единственное вещество, которое могло бы иметь такие свойства — плазма, ионизированный газ.
Плазма состоит из положительных и отрицательных ионов и свободных электронов, то есть из частиц электрически заряженных. Энергия взаимодействия между ними гораздо больше, чем между атомами нейтрального газа, больше соответственно и поверхностное натяжение.
Однако при сравнительно низких температурах — скажем, при 1 000 градусов Кельвина — и при нормальном атмосферном давлении шаровая молния из плазмы могла бы существовать только тысячные доли секунды, так как ионы быстро рекомбинируют, то есть превращаются в нейтральные атомы и молекулы.
Это противоречит наблюдениям — шаровая молния живет дольше. При высоких температурах — 10-15 тысяч градусов — слишком большой становится кинетическая энергия частиц, и шаровая молния должна просто развалиться. Поэтому исследователям приходится использовать сильнодействующие средства, чтобы «продлить жизнь» шаровой молнии, сохранить ее хотя бы несколько десятков секунд.
В частности, П. Л. Капица ввел в свою модель мощную электромагнитную волну, способную постоянно порождать новую низкотемпературную плазму. Другим же исследователям, предполагающим, что молниевая плазма более горячая, пришлось придумывать, как бы удержать шар из этой плазмы, то есть решать задачу до сих пор не решенную, хотя и очень важную для многих областей физики и техники.
А что если пойти по другому пути — ввести в модель механизм, замедляющий рекомбинацию ионов? Попробуем использовать для этой цели воду. Вода — полярный растворитель. Ее молекулу можно грубо представить себе как палочку, один конец которой заряжен положительно, а другой — отрицательно.
К положительным ионам вода присоединяется отрицательным концом, а к отрицательным — положительным, образуя защитную прослойку — сольватную оболочку. Она может резко замедлить рекомбинацию. Ион вместе с сольватной оболочкой называется кластером.
Вот мы и подошли, наконец, к основным идеям кластерной теории: при разрядке линейной молнии происходит практически полная ионизация молекул, входящих в состав воздуха, в том числе и молекул воды.
Образовавшиеся ионы начинают быстро рекомбинировать, эта стадия занимает тысячные доли секунды. В какой-то момент нейтральных молекул воды становится больше, чем оставшихся ионов, и начинается процесс образования кластеров.
Он тоже длится, видимо, доли секунды и заканчивается образованием «грозового вещества» — похожего по своим свойствам на плазму и состоящего из ионизированных молекул воздуха и воды, окруженных сольватными оболочками.
Правда, пока все это только идея, и нужно посмотреть, может ли она объяснить многочисленные известные свойства шаровой молнии. Вспомним известную поговорку о том, что для рагу из зайца как минимум нужен заяц, и зададим себе вопрос: могут ли образовываться в воздухе кластеры? Ответ утешительный: да, могут.
Доказательство этого в буквальном смысле слова свалилось (было привезено) с неба. В конце 60-х годов с помощью геофизических ракет было проведено подробное исследование самого нижнего слоя ионосферы — слоя D , расположенного на высоте около 70 км. Оказалось, несмотря на то, что на такой высоте воды крайне мало, все ионы в слое D окружены сольватными оболочками, состоящими из нескольких молекул воды.
В кластерной теории предполагается, что температура шаровой молнии меньше 1000°К, поэтому от нее нет сильного теплового излучения. Электроны при такой температуре легко «прилипают» к атомам, образуя отрицательные ионы, и все свойства «молниевого вещества» определяются кластерами.
При этом плотность вещества молнии оказывается примерно равной плотности воздуха при нормальных атмосферных условиях, то есть молния может быть несколько тяжелее воздуха и опускаться вниз, может быть несколько легче воздуха и подниматься и, наконец, может находиться во взвешенном состоянии, если плотности «молниевого вещества» и воздуха равны.
Все эти случаи наблюдались в природе. Кстати, то, что молния опускается вниз, еще не значит, что она упадет на землю — прогрев под собой воздух, она может создать воздушную подушку, удерживающую ее на весу. Очевидно, поэтому парение — самый распространенный вид движения шаровой молнии.
Кластеры взаимодействуют между собой значительно сильнее, чем атомы нейтрального газа. Оценки показали, что возникающего поверхностного натяжения вполне достаточно, чтобы придать молнии шаровую форму.
Допустимое отклонение плотности быстро убывает с увеличением радиуса молнии. Так как вероятность точного совпадения плотности воздуха и вещества молнии мала, крупные молнии — больше метра в диаметре — встречаются крайне редко, маленькие же должны появляться чаще.
Но молнии размером меньше трех сантиметров тоже практически не наблюдаются. Почему? Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть энергетический баланс шаровой молнии, выяснить, где в ней хранится энергия, сколько ее и на что она расходуется. Энергия шаровой молнии заключена, естественно, в кластерах. При рекомбинации отрицательного и положительного кластеров выделяется энергия от 2 до 10 электрон-вольт.
Обычно плазма теряет довольно много энергии в виде электромагнитного излучения — его появление связано с тем, что легкие электроны, двигаясь в поле ионов, приобретают очень большие ускорения.
Вещество молнии состоит из тяжелых частиц, ускорить их не так-то просто, поэтому электромагнитное поле излучается слабо и большая часть энергии выводится из молнии тепловым потоком с ее поверхности.
Тепловой поток пропорционален площади поверхности шаровой молнии, а запас энергии пропорционален объему. Поэтому маленькие молнии быстро теряют свои сравнительно небольшие запасы энергии, и, хотя они появляются гораздо чаще крупных, заметить их труднее: они слишком мало живут.
Так, молния диаметром в 1 см остывает за 0,25 секунд, а диаметром 20 см за 100 секунд. Эта последняя цифра примерно совпадает с максимальным наблюдаемым временем жизни шаровой молнии, но существенно превосходит среднее время ее жизни, равное нескольким секундам.
Наиболее реальный механизм «умирания» крупной молнии связан с потерей устойчивости ее границы. При рекомбинации пары кластеров образуется десяток легких частиц, что приводит при той же температуре к уменьшению плотности «грозового вещества» и нарушению условий существования молнии задолго до того, как исчерпается ее энергия.
Начинает развиваться поверхностная неустойчивость, молния выбрасывает куски своего вещества и как бы прыгает из стороны в сторону. Выброшенные куски почти мгновенно остывают, подобно маленьким молниям, и раздробленная большая молния заканчивает свое существование.
Но возможен и другой механизм ее распада. Если в силу каких-либо причин ухудшается отвод тепла, то молния начнет разогреваться. При этом увеличится число кластеров с малым количеством молекул воды в оболочке, они будут быстрее рекомбинировать, произойдет дальнейшее повышение температуры. В итоге — взрыв.
Почему светится шаровая молния
Какие же факты должны связать ученые единой теорией, чтобы объяснить природу шаровой молнии?
При рекомбинации кластеров выделившееся тепло быстро распределяется между более холодными молекулами.
Но на какой-то момент температура «объемчика» вблизи рекомбинировавших частиц может превышать среднюю температуру вещества молнии более чем в 10 раз.
Вот этот «объемчик» и светится как газ, нагретый до 10 000-15 000 градусов. Таких «горячих точек» сравнительно мало, поэтому вещество шаровой молнии остается полупрозрачным.
Ясно, что с точки зрения кластерной теории шаровые молнии могут появляться часто. Для образования молнии диаметром в 20 см нужно всего несколько граммов воды, а ее во время грозы обычно предостаточно. Вода чаще всего распылена в воздухе, ну а в крайнем случае шаровая молния может «найти» ее для себя на поверхности земли.
Кстати, так как электроны очень подвижны, то при образовании молнии часть их может «потеряться», шаровая молния в целом окажется заряженной (положительно), и ее движение будет определяться распределением электрического поля.
Остаточный электрический заряд позволяет объяснить такие интересные свойства шаровой молнии, как ее способность двигаться против ветра, притягиваться к предметам и висеть над высокими местами.
Цвет шаровой молнии определяется не только энергией сольватных оболочек и температурой горячих «объемчиков», но и химическим составом ее вещества. Известно, что если при попадании линейной молнии в медные провода появляется шаровая молния, то она часто бывает окрашена в голубой или зеленый цвет — обычные «цвета» ионов меди.
Вполне возможно, что и возбужденные атомы металлов тоже могут образовывать кластеры. Появлением таких «металлических» кластеров можно было бы объяснить некоторые эксперименты с электрическими разрядами в результате которых появлялись светящиеся шары, похожие на шаровую молнию.
Из сказанного может создаться впечатление, что благодаря кластерной теории проблема шаровой молнии получила, наконец, свое окончательное разрешение. Но это не совсем так.
Несмотря на то что за кластерной теорией стоят вычисления, гидродинамические расчеты устойчивости, с её помощью удалось, по-видимому, понять многие свойства шаровых молний, было бы ошибкой сказать, что загадки шаровой молнии больше не существует.
В подтверждение один лишь штрих, одна деталь. В своем рассказе В. К. Арсеньев упоминает о тоненьком хвостике, протянувшемся от шаровой молнии. Пока мы не можем объяснить ни причину его возникновения, ни даже что это такое…
Как уже говорилось, в литературе описано около тысячи достоверных наблюдений шаровой молнии. Это конечно, не очень много. Очевидно, что каждое новое наблюдение при тщательном его анализе позволяет получить интересную информацию о свойствах шаровой молнии, помогает в проверке справедливости той или иной теории.
Поэтому очень важно, чтобы как можно больше наблюдений стало достоянием исследователей и сами наблюдатели активно участвовали в изучении шаровой молнии. Именно на это направлен эксперимент «Шаровая молния», о котором будет рассказано дальше.
