|
| Динамичная Вселенная | Думы о Марсе | Пульсирующая Земля | Ритмы и катастрофы... | Происхождение человека | История | Экспедиции |
| На главную страницу | Поэтическая тетрадь | Новости и комментарии | Об авторе | Контакты |
КАРТА САЙТА Плазмоидная «жизнь»
А.В. Галанин © 2013
© Галанин А.В. Плазмоидная «жизнь» // Вселенная живая [Электронный ресурс] – Владивосток, 2013. Адрес доступа: http://ukhtoma.ru/dinamic9.htm
Шаровая молния || Каменные шары || Круги, кольца и многогранные столбы в тверди земной || Холодные плазмоиды || Неопознанные летающие объекты (НЛО, НПО) – разновидность горячих плазмоидов || Таинственные круги и кольца в степях, в лесах и на полях || Таинственные круги на льду и на снегу
Шаровая молния
Ввведение
Над проблемой структурирования горячей плазмы в магнитном поле и удержания ее в малом объеме термоядерного реактора физики Советского Союза, США и Великобритании начали работать примерно в одно время. И.В. Курчатов, рассказывая в 1956 г. о самых «секретных» термоядерных исследованиях в СССР, отметил, что физики трех разных стран пришли к одному выводу: единственная возможность удержать плазму и не дать ей охладиться – использовать магнитное поле. Замкнутое магнитное поле прочной сетью силовых линий будет держать горячую плазму вдали от стенок любого сосуда – ведь при соприкосновении с ними она могла бы их расплавить. Для того, чтобы в водородной плазме началась термоядерная реакция, необходимо эту плазму разогреть до миллионов градусов Цельсия и удерживать в этом состоянии некоторое время.
Средние энергии различных типов частиц, составляющих плазму, могут отличаться одна от другой. В таком случае плазму нельзя охарактеризовать одним значением температуры: различают электронную температуру Te, ионную температуру Ti, (или ионные температуры, если в плазме имеются ионы нескольких сортов) и температуру нейтральных атомов Ta (температура нейтральной компоненты). Подобная плазма называется неизотермической, в то время как плазма, для которой температуры всех компонент равны, называется изотермической. Низкотемпературной принято считать плазму с Ti = 105°К, а высокотемпературной – плазму с Ti=106–108°К и более. Возможные значения плотности плазмы n (число электронов или ионов в см3) расположены в очень широком диапазоне: от n~10 в 6-й степени в межгалактическом пространстве и n~10 в солнечном ветре до n~10 в 22-й степени для твёрдых тел и ещё больших значений в центральных областях звёзд.
Чтобы удержать плазму, например, при температуре 10 в 8-й степени К, её нужно надежно термоизолировать. Изолировать плазму от стенок камеры можно, поместив ее в сильное магнитное поле. Это обеспечивается силами, которые возникают при взаимодействии токов с магнитным полем в плазме. Под действием магнитного поля ионы и электроны движутся по спиралям вдоль его силовых линий. В отсутствие электрических полей высокотемпературная разреженная плазма, в которой столкновения происходят редко, будет лишь медленно диффундировать поперек магнитных силовых линий. Если силовые линии магнитного поля замкнуть, придав им форму петли, то частицы плазмы будут двигаться вдоль этих линий, удерживаясь в области петли.
Идея магнитной термоизоляции плазмы основана на известном свойстве электрически заряженных частиц, движущихся в магнитном поле, искривлять свою траекторию и двигаться по спирали силовых линий магнитного поля. Это искривление траектории в неоднородном магнитном поле приводит к тому, что частица выталкивается в область, где магнитное поле более слабое. Задача состоит в том, чтобы плазму со всех сторон окружить более сильным полем. Магнитное удержание плазмы открыли советские ученые, которые еще в 1950 г. предложили удерживать плазму в магнитных ловушках – так называемых магнитных бутылках.
На практике осуществить магнитное удержание плазмы достаточно большой плотности непросто: в ней часто возникают магнитогидродинамические и кинетические неустойчивости. Магнитогидродинамические неустойчивости связаны с изгибами и изломами магнитных силовых линий. В этом случае плазма может начать перемещаться поперек магнитного поля в виде сгустков, за несколько миллионных долей секунды она уйдет из зоны удержания и отдаст тепло стенкам камеры, моментально проплавив и испарив их. Такие неустойчивости можно подавить, придав магнитному полю определенную конфигурацию. Кинетические неустойчивости очень многообразны. Среди них есть такие, которые срывают упорядоченные процессы, как например, протекание через плазму постоянного электрического тока или потока частиц. Другие кинетические неустойчивости вызывают более высокую скорость поперечной диффузии плазмы в магнитном поле, чем предсказываемая теорией столкновений для спокойной плазмы. (Использована информация с сайта: http://profbeckman.narod.ru/YadFiz.files/L21.pdf).
Простую систему для магнитного удержания плазмы с магнитными пробками или зеркалами построили сотрудники Института атомной энергии имени И.В. Курчатова под руководством М.С. Иоффе. Прямолинейные проводники были расположены под катушками, создающими магнитное поле пробок. Индукция продольного магнитного поля в центре камеры составляла 0,8 Тл, в области пробок 1,3 Тл, индукция магнитного поля прямолинейных проводников вблизи стенок была равной 0,8 Тл, длина рабочего объема 1,5 м, диаметр 40 см. Устойчивость горячей плазмы возросла в 35 раз по сравнению с устойчивостью, имевшей место на чистых пробкотронах, и плазма жила в течение нескольких сотых долей секунды. В 1964 г. вступила в строй установка «Огра-11», в которой также использован принцип комбинированных магнитных полей. (Использована информация с сайта: http://www.valtar.ru/Magnets2/mag_2_15.htm).
Таким образом, усложнение конфигурации магнитного поля – это ключ к созданию долгоживущей горячей плазмы. Сейчас созданы магнитные системы со встречными полями (установка «Орех»), антипробкотроны и другие весьма изощренные установки.
К чему я столь подробно пишу про термоядерный синтез в магнитных ловушках? Да потому, что на Солнце и звездах термоядерный синтез с выделением огромного количества энергии идет не в их центре (ядре), а в их атмосферах. В атмосфере Солнца, например, возникают такие магнитные ловушки, которые функционируют как термоядерные реакторы, выделяющие энергию в пространство. Магнитные ловушки в атмосфере Солнца возникают за счет тока электронов из сверхплотного ядра Солнца к его периферии. Ячеистая структура солнечной фотосферы является совокупностью своеобразных кластеров – магнитных ловушек, в которых, вероятно, и происходит термоядерный синтез гелия из водорода.
Кольцевая структура (темное пятно) на фотосфере Солнца. Отчетливо видна ячеистая структура фотосферы. Можно предположить, что именно в этих ячейках – плазменных структурах – протекают термоядерные процессы. Фото с сайта: http://fizportal.ru/k/3465.jpg
Эксперименты по созданию аналогов шаровых молний – шаров из горячей плазмы, удерживаемой замкнутыми магнитными полями. Фото с сайта: http://fizportal.ru/k/3465.jpg
Что такое шаровая молния
Шаровая молния – это светящийся сфероид, обладающий большой удельной энергией, образующийся нередко вслед за ударом линейной молнии. Исчезновение шаровой молнии может сопровождаться взрывом, вызывающим разрушения. Природа шаровой молнии не выяснена. Молнии – как линейная, так и шаровая – могут быть причиной тяжёлых поражений и гибели людей (http://pochit.ru/fizika/8711/index.html).
Шаровая молния состоит из плазмы, удерживаемой замкнутым магнитным полем в некотором объеме пространства. К пониманию строения и происхождения загадочного явления – шаровой молнии – позволили приблизится результаты экспериментов по созданию магнитных ловушек для горячей плазмы. Кроме того, благодаря этим экспериментам стала более менее понятна и работа Солнца. Солнце, скорее всего, – это не газовый сверхгигант, возникший в результате уплотнения водородного галактического облака, а массивное сверхплотное тело, которое с помощью своей мощной гравитации собрало в галактическом пространстве мощную атмосферу из водорода (http://starsun22.narod.ru/1.htm).
Таким образом, шаровая молния сродни магнитным ловушкам в атмосфере Солнца. Вот на это родство земных плазмоидов – шаровых молний и структур в атмосфере нашего светила мне хочется указать особо и вот почему. Магнитные неоднородности и структуры плазмы на Солнце существуют и развиваются очень давно – по крайней мере несколько миллиардов лет. За более короткое время на Земле на базе химических структур и процессов сформировалась биосфера и ноосфера. На Солнце на базе плазменных электромагнитных структур и процессов вполне могла сформироваться гелиомагнитосфера не менее организованная, чем биосфера и ноосфера Земли.
Не удивляюсь, что были многократно зафиксированы факты «целенаправленного» перемещения плазменных образований, что наводило на мысль о некоем разумном начале, свойственном этим образованиям. Дефицит доказательной базы спровоцировал поток домыслов на эту тему со стороны увлекающихся впечатлительных натур. Уфологии считают светящиеся объекты пришельцами из далекого космоса и носителями инопланетного разума.
Среди обывателей широко распространена фантастическая версия, что шаровые молнии – это пролет корабля пришельцев из другой галактики, возможно, посетивших Землю с исследовательским визитом или потерпевших технологическую аварию. Или, быть может, пришельцы прибыли из параллельного мира, а то и вовсе из будущего. Люди внутри светящихся шаров якобы видят существ с вытянутыми головами и паукообразными руками, разговаривают с ними, оказываются на их корабле и подвергаются «зомбированию». Некоторые даже показывают неизвестно откуда появившиеся на теле синяки и ссадины – метки «гуманоидов». Думаю, что никаких кораблей и "гуманоидов" внутри таких огненных шаров нет, – они плод фантазии наблюдателей. Но сама плазменная магнитная структура может быть настолько высоко организованной информационной системой, что по сравнению с ней наш мозг – как плотник по сравнению со столяром краснодеревщиком.
Шаровая молния "заблудилась" в хвойном лему. Фото с сайта: http://club.foto.ru/gallery/13/photos/?day=23&month=10&year=2007
Максим Карпенко так охарактеризовал шаровую молнию: «Рассказы очевидцев о встречах с шаровыми молниями создают образ удивительного существа с непостижимым разумом и логикой – этакого сгустка плазмы, образовавшегося в месте локальной концентрации энергии и вобравшего в себя часть этой энергии, самоорганизовавшегося и эволюционировавшего к осознанию окружающего мира и себя в нем».
Поведение шаровой молнии в некоторых случаях на самом деле можно расценивать как разумное. Есть повод подозревать шаровые молнии в причастности к образованию знаменитых каменных шаров в земной коре.
В 1988 г. в графстве Глочестершир в Англии фермер Том Гвинетт вечером примерно две минуты наблюдал над полем светящийся красный шар размером с футбольный мяч, а утром обнаружил на поле круг из изогнутых колосьев. (Использована информация с сайта: http://wonderwork.ucoz.com/load/zagadki_i _tajny/sharovaja_molnija _zagadka_dlja uchenykh/ 17-1-0-3626.)
Быть может, некоторые круги на полях – это не результат розыгрыша художников копмейкеров, а попытка плазмоидного "разума" войти в контакт с разумом химическим (т.е. нашим). Ведь иначе мы контактировать не можем, уж слишком велика разница в энергетике и материальном носителе, из которой построены мы и они.
А ведь было время, когда ученые просто не верили в само существование шаровой молнии, не обращая внимания на рассказы очевидцев, которым довелось ее увидеть. Для них шаровая молния была как летающая тарелка для современных ученых. Однако шло время, количество наблюдений шаровой молнии увеличивалось, сейчас это общепризнанное природное явление, которое уже нельзя отрицать. Тем не менее и сегодня немало ученых, не признающих реальность существования шаровых молний, несмотря на то, что шаровые молнии и магнитные ловушки для горячей плазмы научились делать в научных лабораториях.
Так, в предисловии к бюллетеню Комиссии РАН по борьбе с лженаукой «В защиту науки», № 5, 2009 использовались такие формулировки: "Конечно, в шаровой молнии до сих пор много неясного: не желает она залетать в лаборатории ученых, оснащенные подобающими приборами". Далее в бюллетене сообщается: "Теория происхождения шаровой молнии, отвечающая Критерию Поппера (http://ru.wikipedia.org/wiki/Фальсифицируемость) была разработана в 2010 г. австрийскими учеными Джозефом Пиром (Joseph Peer) и Александром Кендлем (Alexander Kendl) из Университета Инсбрука. Они предположили, что свидетельства о шаровых молниях можно интерпретировать как проявление фосфенов – зрительных ощущений без воздействия на глаз света, то есть в переводе на обычный человеческий язык шаровые молнии являются галлюцинациями. Расчеты этих ученых скептиков показывают, что магнитные поля определенных молний с повторяющимися разрядами индуцируют электрические поля в нейроны зрительной коры, которые и кажутся человеку шаровой молнией. Фосфены могут проявиться у людей, находящихся на расстоянии до 100 метров от удара молнии". Теория эта была опубликована в научном журнале Physics Letters, теперь сторонники существования шаровых молний в природе должны зарегистрировать шаровую молнию научной аппаратурой, и таким образом опровергнуть теорию австрийских ученых о фосфенах. (Информация с сайта: http://ru.wikipedia.org/wiki/).
Странная постановка вопроса: почему должны опровергать гипотезу фосфенов сторонники реальности шаровых молний, а не наоборот? Почему надо приносить шаровые молнии в лаборатории ученых, чтобы ученые с помощью имеющейся у них аппаратуры смогли подтвердить то, что эти плазменные шары не галлюцинации? Гипотеза фосфенов не имеет никаких преимуществ перед другими гипотезами, объясняющими происхождение шаровых молний. Скорее наоборот, гипотеза фосфенов – это самая слабая из всех гипотез на этот счет.
Я считаю, что иногда Комиссия РАН по борьбе с лженаукой доводит свои усилия до абсурда, например, когда, как в случае с шаровыми молниями, начинает отрицать очевидные факты, известные очень многим людям. Такое отрицание очевидного напоминает откровенное мракобесие, которое превращает науку в одну из форм религии, у которой вместо кадила в руках синхофазотроны и коллайдеры. Это напоминает мне отрицание метеоритов французской Академией наук в конце XIX в. на том основании, что "камни с неба падать не могут, поскольку камней на небе нет". Но оказалось, что камни на небе есть и они довольно часто падают на Землю.
Рассказы очевидцев о шаровых молниях
Случай во Франции: Одно из первых упоминаний о наблюдении шаровой молнии относится к 1718 г., когда в один из апрельских дней во время грозы в Куэньоне (Франция) очевидцы наблюдали три огненных шара диаметром более одного метра. А в 1720 г. опять же во Франции в одном из городов огненный шар во время грозы упал на землю, отскочил от нее, ударился о каменную башню, взорвался и разрушил башню.
Гроза в Вайдкомб-Мур: 21 октября 1638 г. шаровая молния появилась во время грозы в церкви деревушки Вайдкомб-Мур в Англии. 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 погибли, 60 получили ранения. Явление, разумеется, объясняли «пришествием дьявола», и обвинили во всём двух людей, которые осмелились играть в карты во время проповеди.
Случай на борту «Кэтрин энд Мари»: В декабре 1726 г. некоторые британские газеты напечатали отрывок из письма некоего Джона Хоуэлла, который находился на борту шлюпа «Кэтрин энд Мари». «29 августа мы шли по заливу у берегов Флориды, как вдруг из части корабля вылетел шар. Он разбил нашу мачту на много частей, разнёс бимс в щепки. Также шар вырвал три доски из боковой подводной обшивки и три с палубы; убил одного человека, поранил руку другому, и если бы не обильные дожди, то паруса были бы просто уничтожены огнём».
Случай с Георгом Рихманом. Рисунок с сайта: http://img1.liveinternet.ru/images/attach/c/0/47/168/47168810 _Georg_Rihman.jpg
Случай на борту «Монтаг»: Адмирал Чемберс на борту «Монтаг» в 1749 г. 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 в сечении достигала размеров мельничного жернова (примерно 1,5 м).
Смерть Георга Рихмана: В 1753 г. физик 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, схожий с выстрелом ружья. Рихман упал замертво, а гравёр был оглушен и сбит с ног. Позже гравер описал то, что произошло. На лбу Рихмана 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.
Случай с кораблём «Уоррен Хастингс»: Британское издание сообщало о том, что в 1809 г. корабль «Уоррен Хастингс» во время шторма «атаковало три огненных шара». Команда видела, как один из них спустился и убил человека на палубе. Того, кто решил забрать тело, ударил второй шар; его сбило с ног, на теле остались лёгкие ожоги. Третий шар убил ещё одного человека. Команда отметила, что после происшествия над палубой стоял отвратительный запах серы.
Ремарка в литературе 1864 г.: В издании «A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar» 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».
Описание в книге «Молния и свечение» Вильфрида де Фонвьюэля: Книга сообщает примерно о 150 встречах с шарообразной молнией. «Судя по всему, шарообразные молнии сильно притягиваются металлическими предметами, поэтому они часто оказываются у балконных перил, водопроводных и газовых труб. Они не имеют определённой окраски, оттенок их может быть разный, например, в Кётен в герцогстве Ангальт молния была зелёной. M. Колон, заместитель председателя Парижского Геологического Общества, видел, как шар медленно спустился вдоль коры дерева. Коснувшись поверхности земли, он подпрыгнул и исчез без взрыва. 10 сентября 1845 г. в долине Корреце молния влетела в кухню одного из домов деревни Саланьяк. Шар прокатился через всё помещение, не причиня никакого ущерба находящимся там людям. Добравшись до граничащего с кухней хлева, он неожиданно взорвался и убил случайно запертую там свинью.
В XIX веке один французский писатель описал любопытный случай, когда огненный шар влетел на кухню жилого дома в деревне Саланьяк. Один из поваров крикнул другому: «Выброси эту штуку из кухни!» Однако тот побоялся, и это спасло ему жизнь. Шаровая молния вылетела из кухни и направилась в свинарник, там ее на предмет съестного решила понюхать любопытная свинья. Только она поднесла к ней свой пятачок, как та взорвалась. Бедная свинья погибла, да и всему свинарнику был нанесен значительный урон. Двигаются шаровые молнии не очень быстро: некоторые даже видели, как они останавливаются, но от этого шары приносят не меньше разрушений. Молния, влетевшая в церковь города Штральзунд, при взрыве выбросила несколько маленьких шаров, которые тоже взрывались как артиллерийские снаряды.»
Случай из жизни Николая II: Последний российский император 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 тогда, 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 г. 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 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».
Случай в Индии: 30 апреля 1877 г. 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.
Случай в Колорадо: 22 ноября 1894 г. 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 динамо-машины, возможно, лучшего завода во всём штате. Вероятно, в минувший понедельник к динамо-машинам прибыла делегация прямо из облаков. Определённо, этот визит удался на славу, равно как и та неистовая игра, которую они вместе затеяли».
Случай в Австралии: В июле 1907 г. 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.
Шаровые молнии на подводных лодках: 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.
Случай в Швеции: В 1944 г. 6 августа в шведском городе Уппсала шаровая молния прошла сквозь закрытое окно, оставив за собой круглую дырку около 5 см в диаметре. Явление наблюдали не только местные жители – сработала система слежения за разрядами молнии Уппсальского университета, созданная на отделении изучения электричества и молнии.
Случай на Дунае: В 1954 г. физик Тар Домокош наблюдал молнию в сильную грозу. Он описал увиденное достаточно подробно. «Это произошло на острове Маргарет на Дунае. Было где-то 25–27°С, небо быстро затянуло облаками и началась сильная гроза. Поблизости не было ничего, где можно было бы укрыться, рядом находился только 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».
Случай в Казани: В 2008 г. в Казани шаровая молния залетела в окно троллейбуса. Кондуктор с помощью машинки для проверки билетов отбросила её в конец салона, где не было пассажиров, и через несколько секунд произошёл взрыв. В салоне находилось 20 человек, никто не пострадал. Троллейбус вышел из строя, машинка для проверки билетов нагрелась, побелела, но осталась в рабочем состоянии.
Шаровая молния в помещении. Этот плазмоид находится явно в неравновесном состоянии, о чем говорит ореол вокруг шара. Фото с сайта: http://www.spy.kz/images/photo_26032.jpg
Чаще всего шаровая молния движется на одной высоте горизонтально, огибая неровности рельефа. Обратите внимание на неоднородность этой шаровой молнии. Фото с сайта: http://www.liveinternet.ru/users/svetlana2070/post228773978/
Случай в Чехии: В 2011 г. 10 июля 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.
Случай в Брестской области: В 2012 г. 4 августа шаровая молния напугала сельчанку в Пружанском районе Брестской области. Как рассказывает газета «Раённыя будні», шаровая молния влетела в дом во время грозы. Причем, как рассказала Надежда Владимировна Остапук, окна и двери в доме были закрыты, и женщина так и не смогла понять, каким образом огненный шар проник в помещение. К счастью, женщина догадалась, что не стоит делать резких движений, и осталась просто сидеть на месте, наблюдая за молнией. Шаровая молния пролетела над её головой и разрядилась в электропроводку на стене. В результате необычного природного явления никто не пострадал, лишь была повреждена внутренняя отделка комнаты, сообщает издание.
Шаровая молния может взорваться в волосах человека, не причинив ему вреда, а может разрушить целый дом. Чаще всего существование шаровой молнии заканчивается взрывом, нередки случаи, когда она распадается на части. Большей частью это все же взрыв, сопровождаемый громким хлопком из-за быстрого схлопывания газа в объеме, занимаемом до этого шаровой молнией. При этом отмечаются разрушения легких предметов (например, легкого дачного домика, трансформаторной будки), вырывается асфальт в радиусе 1–1,5 метра, разбрасываются камни, бьется стекло, разбиваются изоляторы проводов, расщепляются бревна на причале и т.д.
Известен случай, когда шаровая молния влетела в комнату и взорвалась над столом, зацепившись за металлическую подвеску керосиновой лампы. Никто из людей, сидевших за столом, не пострадал. Однако в другом случае взрыв молнии произошел в волосах на голове у человека, в результате чего тот ощутил сильный удар и потерял сознание, но не умер. При встрече с шаровой молнией лучше отнестись к ней, как к незнакомой собаке – стоять или сидеть неподвижно, наблюдая за ее поведением.
Cлучай в Кемеровской области. Виталий Шумилов стал свидетелем необычного явления. Это было после грозы. Возвращаясь домой после работы, уже в полумраке, он вдруг увидел на небе яркую радугу. Она заслоняла собой лес и будто опиралась на крышу его дома. Он позвал соседей – они минут 15 стояли и смотрели на странное явление. Спустя некоторое время радуга начала меркнуть, и тут все увидели в небе быстро движущийся светящийся объект. Пронесясь над огородами, НЛО будто вспыхнул и исчез за лесом. Листья клена, который растет как раз на месте, где «опиралась» радуга, покрылись белыми пятнами, будто их чем-то обожгли. Диаметр «пятна», в котором оказались обожженные деревья, был равен трем метрам. Научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН Дмитрий Малашенков, рассмотрев листья под микроскопом, пришел к заключению, что это не химический ожог, а результат действия некоего высокотемпературного излучения – вероятно, ультрафиолетового или инфракрасного.
Образование шаровой молнии при линейном грозовом разряде. Фото с сайта: http://www.stihi.ru/pics/2011/04/30/5677.jpg
Внутренняя плазмоидная магнитная структура шаровой молнии с изящна и замысловата. Эта структура может накапливать не только энергию, но и информацию. Схема с сайта: http://club.foto.ru/forum/view_topic.php?topic_id=625254&page=3
Случай в Кемерове: Доцент Кемеровского технологического института Лев Иванович Константинов рассказал: «Около полуночи при наблюдении в телескоп за метеорным потоком я обратил внимание на необычно яркое свечение в небе и, приглядевшись, увидел радугу. Это было странно: грозы у нас не было. Спустя 25 минут радуга померкла, длинная полоса на моих глазах «сложилась» в шар, который все быстрее двигался по ночному небу. Через две минуты произошла вспышка, и объект исчез». Отправляясь спать, он почувствовал, что кончики пальцев у него болят, как от легкого ожога. Утром исследователь обнаружил, что они покраснели и покрылись пузырьками. Не столько от боли, сколько из любопытства пошел к врачу. Тот вынес диагноз – «ожог первой-второй степени» и порекомендовал мази и перевязки. Через три дня все прошло. Однако выяснилось, что радугу и летящий шар в ту ночь видел не только он, но и многие знакомые. Лев Иванович провел опрос 47 очевидцев, и они рассказали, что первые 7–10 дней почти все жаловались на головные боли и сильную слабость. По ночам одних мучили кошмары, другие, наоборот, впадали в беспробудный сон и видели странные сны: будто они путешествуют по незнакомой местности, разговаривают на непонятном языке с удивительными существами, каких никогда не встречали.
В декабре 1975 г. журнал "Наука и жизнь" обратился к своим читателям с анкетой, содержащей вопросы, касающиеся шаровой молнии. Журнал просил ответить на вопросы анкеты и прислать письма с описанием обстоятельств наблюдения и различных подробностей. В течение 1976 г. было получено 1400 писем. Познакомимся с выдержками из нескольких писем.
"Я видел с расстояния около 10 м, что шаровая молния светло-желтого цвета диаметром 30–40 см выскочила из земли в месте удара обычной молнии. Поднявшись на высоту 6–8 метров, она начала двигаться горизонтально. При этом она пульсировала, принимая то шаровую, то эллипсоидную форму. Пройдя за 1 минуту расстояние около 50 м, она наткнулась на сосну и взорвалась".
"Шаровую молнию я встретил вечером перед грозой, когда шел на охоту. Она была около 25 см в диаметре, белая, двигалась горизонтально, повторяя рельеф местности".
"Я видел, как шаровая молния диаметром 10 см прошла через отверстие в окне диаметром 8 мм".
"После сильного удара грома в открытую дверь влетела бело-голубая шарообразная масса диаметром 40 см и начала быстро двигаться по комнате. Она подкатилась под табурет, на котором я сидел. И хотя она оказалась непосредственно у моих ног, тепла я не ощутил. Затем шаровая молния притянулась к батарее центрального отопления и исчезла с резким шипением. Она оплавила участок батареи диаметром 6 мм, оставив лунку глубиной 2 мм".
"В городе разразилась сильная гроза с ливнем. В открытую форточку окна кухни на втором этаже влетела шаровая молния. Это был однородный желтый шар 20 см в диаметре. Шар медленно двигался по горизонтали, чуть снижаясь; прошел расстояние около 1 м. Он плыл в воздухе, как плавает тело внутри жидкости. Внутри шара стали образовываться тонкие красноватые полоски. Затем он, не распадаясь на части и не падая, тихо, без звука исчез. Все наблюдение заняло около 30 секунд".
"Я видел шаровую молнию, когда мне было 14 лет. Отдыхал в деревне у тётушки. Случилась гроза..., уже и на убыль пошла. Сидели тихо, разговаривали, в деревнях тихо в грозу сидят. Вдруг невесть ниоткуда появилось три шара. Первый с большое яблоко, второй шар поменьше, ну а третий совсем маленький, шары медленно двигались. Тетушка крикнула: "бегите из дома", – мы все врассыпную. Надо сказать, было страшновато. Это самое яркое впечатление моего детства".
"Я видел шаровую молнию в дестве, когда ловил рыбу на озере. Смотрю – дождь пошёл, я сел под дерево, сижу жду, начал думать: а вдруг молния в дерево ударит. Смотрю – в метре от меня какой-то шарик размером с тенисный мячик синеватого цвета, пока соображал, что это такое, шарик начал лететь зигзагами ко мне, я испугался и переплыл озеро в одежде – так, что даже не заметил, а когда я обернулся, то увидел, что дерево, под котором я сидел, немного дымилось".
Фото шаровой молнии, атакующей летящий самолет. Фото с сайта: http://fiz.do.am/photo
В 1936 году английская газета «Дейли мейл» сообщила о случае, когда очевидец наблюдал раскаленный шар, опустившийся с неба. Сначала он ударился о дом, повредил телефонные провода и поджег деревянную оконную раму. Свой путь шар закончил в бочке с водой, которая тут же закипела.
Залетали шаровые молнии и в самолеты. В 1963 году свидетелем такого случая на самолете, следовавшим рейсом «Нью-Йорк – Вашингтон», стал британский профессор Р.С. Дженнисон. Согласно его рассказу, сначала в самолет ударила обычная молния, затем из кабины пилотов вылетела шаровая молния. Она медленно поплыла вдоль салона, изрядно перепугав пассажиров. Профессор сообщил, что молния была диаметром около восьми дюймов и светилась как 100-ваттная лампочка. Тепла шаровая молния не излучала, шар имел идеальную сферическую форму и, по словам Дженнисона, этот шар «на вид казался твердым телом».
Обычно средний срок жизни шаровой молнии не превышает нескольких минут. По величине она колеблется от первых сантиметров в диаметре до размера футбольного мяча. Для шаровой молнии обычно характерен белый цвет, но бывают молнии красного, желтого, зеленого и, если верить очевидцам, даже серого и черного цвета. Шаровая молния способна маневрировать и облетать различные препятствия на своем пути. Однако она обладает и способностью проходить сквозь твердые тела. Перемещаясь, шаровая молния часто издает звук, напоминающий потрескивание высоковольтных линий, жужжание или шипение.
Существует несколько вариантов возможного объяснения феномена, полагает доктор физико-математических наук, профессор МГУ Леонид Сперанский. Шаровая молния – это одна из самых ярких загадок современной науки, и природа ее до сих пор неясна. Известны случаи, когда шаровая молния проходила сквозь стекло, оставляя лишь крошечное отверстие правильной формы. Чтобы просверлить такое, нужно алмазное сверло и несколько часов кропотливой работы. Каким же образом это удается шаровой молнии? Все это говорит о том, что она обладает температурой, сопоставимой с той, что царит на поверхности Солнца, и большой энергией. Скорость, с которой передвигается шаровая молния, может быть небольшой, но может превосходит звуковую в несколько раз.
Существует более сотни различных гипотез, пытающихся объяснить происхождение шаровой молнии, но пока ни одна из них не нашла полного признания в качестве теории в научной среде. Можно считать, что вопрос о природе естественной шаровой молнии до сих пор остается открытым. Согласно наиболее любопытной гипотезе, шаровая молния является разумным плазмоидом.
Структурная неоднородность искусственного плазмоида, возникшего вокруг мощного электрического разряда. Фото с сайта: http://masterok.livejournal.com/643369.html
Удар линейной молнии привел к образованию нескольких шаровых молний. Надо заметить, что молния ударила вблизи высоковольтной линии электропередачи. Фото с сайта: http://msterok.livejournal.com/643369.html
Строение и образование шаровой молнии
В процессе экспериментов были зафиксированы моменты массового зарождения плазмоидных образований (эльфейский туман). Это напоминало закипание воды при ее переходе из одного агрегатного состояния в другое. Световые пятна, подобно пузырькам воздуха в толще воды, занимали все свободное пространство.
Физик Николо Тесла с двумя шаровыми молниями в руках в своей лаборатории. Фото с сайта: http://www.bancosolidariomensajerosdelapaz.com/18/николо-тесла-биография
Было сделано несколько заявлений о получении шаровой молнии в лабораториях, но в основном к этим заявлениям в академической среде сложилось скептическое отношение. Остаётся открытым вопрос: действительно ли наблюдаемые в лабораторных условиях явления тождественны природному явлению шаровой молнии? Первыми опытами и заявлениями об искусственных плазмоидах можно считать работы Николо Теслы в конце XIX века.
В своей краткой заметке он сообщал, что при определённых условиях, зажигая газовый разряд, он, после выключения напряжения, наблюдал сферический светящийся разряд диаметром 2–6 см. Однако Тесла не сообщал подробности своего эксперимента, так что воспроизвести эту установку оказалось затруднительно. Очевидцы утверждали, что Тесла мог делать шаровые молнии, жившие несколько минут, при этом он брал их в руки, клал в коробку, накрывал крышкой, опять доставал.
Первые детальные исследования светящегося безэлектродного разряда были проведены только в 1942 г. советским электротехником Бабатом. Ему удалось на несколько секунд получить сферический газовый разряд внутри камеры с низким давлением. П.Л. Капица смог получить сферический газовый разряд при атмосферном давлении в гелиевой среде. Добавки различных органических соединений меняли яркость и цвет свечения. В литературе описана схема установки, на которой авторы воспроизводимо получали некие плазмоиды со временем жизни до 1 секунды, похожие на «природную» шаровую молнию. Российский математик М.И. Зеликин предположил, что феномен шаровой молнии связан со сверхпроводимостью плазмы. Большинство теорий сходится на том, что причина образования любой шаровой молнии связана с прохождением газов через область с большой разностью электрических потенциалов, что вызывает ионизацию этих газов и их сжатие в виде шара.
Внутреннее строение шаровой молнии. Рисунок с сайта: http://masterok.livejournal.com/643369.html
Поперечное сечение тороида – модели шаровой молнии. Рисунок с сайта: http://masterok.livejournal.com/643369.html
Плазмоид с несколькими шаровыми молниями внутри. Рисунок с сайта: http://masterok.livejournal.com/643369.html
На двух рисунках вверху и слева изображено поперечное сечение тороидов – моделей шаровой молнии. Плазменный тороид представляет собой плазменную структуру, стянутую двумя собственными магнитными полями. В сечении тороид выглядит как два плосковыпуклых овала, обращенных плоскими сторонами к центральному отверстию. Продольное поле на схеме окрашено синим цветом, поперечное – зеленым. На схемах эти поля изображены условно одно поверх другого, в действительности же они взаимно пронизывают друг друга.
Азотные и кислородные ионы движутся по спиралям на периферии тороида и образуют замкнутую овальную "трубу" большого диаметра. Внутри этой "трубы" по замкнутому кольцу движутся протоны и электроны по спиралям малого диаметра. При формировании тороида часть протонных спиралей сместились вверх, а часть электронных спиралей сместились вниз овальной трубы. Разделившиеся протоны и электроны образуют электрическое поле, иначе говоря, заряженный электрический конденсатор.
Наблюдатели сообщают, что иногда из ярко светящегося клубка, возникающего на нижнем конце разряда линейной молнии, выскакивают несколько шаровых молний. Очевидцы наблюдали шаровые молнии, которые разделяются на несколько мелких шаровых молний. Наблюдались шаровые молнии, из которых даже при взрыве выскакивали шаровые молнии меньшего размера.
Разумеется, предложенные на этих схемах модели – всего лишь гипотезы, но они дают представление о том, что шаровые молнии обладают сложной динамичной структурой, что эта структура имеет электромагнитную природу.
При разряде линейной молнии в магнитное поле с холодной плазмой, в холодную плазму влетают несколько пространственно разделенных порций горячей плазмы. Каждая отдельная порция горячих ионов и электронов (этакий шмот горячей плазмы) образуют вместе с холодной плазмой магнитную структуру с движущимися по спиралям электронами в виде "трубы", замкнутой в тороид. В результате внутри каждой подогретой тороидальной трубы в магнитном поле движутся по своим спиральным дорожкам электроны и протоны и те, что были там и те, что влетели в холодную плазму вместе с порцией горячей плазмы. Двигаясь в неоднородном магнитном поле внутри ионной трубы, протоны и электроны частично разделяются, образуя электрическое поле. Если образовавшиеся автономные тороиды не успели объединиться, сцепившись собственными поперечными магнитными полями, то они выталкиваются в атмосферу по отдельности, а если успели объединиться, то выталкивается одна большая шаровая молния в виде удлиненного овала.
По-видимому, шаровая молния может включать в себя несколько автономных шаровых молний. Автономные тороиды молнии нанизаны на одну общую ось, проходящую через центральные отверстия тороидов. Каждый тороид охвачен локально собственным продольным магнитным полем, а собственные поперечные магнитные поля тороидов, складываясь, образуют одно общее поперечное магнитное поле, охватывающее все автономные тороиды и замыкающееся через общее центральное отверстие шаровой молнии. При возникновении неустойчивости объединенная молния может разделиться, иногда с взрывом, при этом взрывается одна из них, а остальные при взрыве могут уцелеть.
На втором рисунке изображена сложная шаровая молния, состоящая из трех автономных молний, из которых каждая охвачена и удерживается собственным продольным магнитным полем, условно окрашенным синим цветом. Поперечные магнитные поля автономных молний суммировались в одно общее поперечное магнитное поле (окрашено зеленым цветом), охватывающее снаружи и удерживающее все три молнии и замыкающееся через общее центральное отверстие молнии. Внутри больших тороидов, а также и между ними могут находиться в движении как одиночные спирали протонов и электронов, так и небольшие тороиды объединившихся спиралей одноименных зарядов этих же частиц.
В основе предлагаемой модели шаровой молнии лежит теоретически предсказанная бессиловая магнитная конфигурация – сферомак. Зарождается она в канале линейной молнии при повторных разрядах в областях развития на нём неустойчивости типа перетяжек. Начальным полоидальным магнитным полем служит слабое магнитное поле Земли. В процессе сжатия токовой оболочки полоидальное магнитное поле возрастает и становится сравнимым с азимутальным магнитным полем пинча. В результате перезамыкания силовых линий полоидального магнитного поля в области перетяжек образуются бессиловые магнитные конфигурации с замкнутым магнитным полем, которые и являются основой шаровой молнии. В зависимости от числа слившихся бессиловых ячеек энергия и размеры шаровой молнии могут изменяться в широких пределах. Во внешней области силовые линии магнитного поля незамкнуты и уходят в бесконечность. Основная энергия шаровой молнии запасена в ней в виде энергии магнитного поля.
Иногда в небе можно наблюдать вот такие спиралевидные свечения, имеющие электромагнитную природу. Фото с сайта: ttp://khovanskaya.viperson.ru/wind.php?ID=656005&soch=1
Момент образования шаровых молний из замкнутых линейных молний. Фото с сайта: http://forexaw.com/TERMs/Nature/image154710_14-9-Молния
На границе с воздухом у шаровой молнии образуется тонкая оболочка неизотермической плазмы. В ней по внутренней поверхности протекает диамагнитный ток, экранирующий её от магнитного поля плазмоида. На внешней поверхности оболочки неизотермической плазмы возникает двойной электрический слой, являющийся потенциальным барьером для электронов. В результате интенсивной конденсации паров воды на отрицательных и положительных ионах в воздухе на границе двойного слоя образуется водяная плёнка. Молекулы воды играют также важную роль в образовании кластеров в двойном электрическом слое, в результате чего существенно снижается величина и энергия потока ионов. Кроме того, неизотермическая плазма оболочки служит отражательным экраном для интенсивного циклотронного излучения электронов из центральной бессиловой области. В целом, внешняя оболочка молнии является эффективным тепловым и магнитным экраном. Вследстивии сильного электростатического давления в двойном электрическом слое плотность энергии в шаровой молнии достигает порядка 10 Дж/см3.
Фиолетовое свечение вблизи её границы вызывается электронами, преодолевающими потенциальный барьер в двойном электрическом поле. Наблюдение связанных шаровых молний, намагничивание металлических предметов и т.д. указывают на наличие у неё магнитного поля. В стадии угасания шаровой молнии внешнее магнитное поле может отсутствовать. Наиболее точно строение шаровой молнии описано в уникальном наблюдении М.Т. Дмитриева. Шаровая молния может служить источником нейтронов, если заполнить её дейтерием или другим термоядерным сырьём. На основе данной модели удаётся дать удовлетворительное описание поведения шаровой молнии в различных условиях. (Информация с сайта: http://www.roma.by/r-25526.html).
В Закарпатье три такие шаровые молнии "гуляли" по центру г Хуст. Фото с сайта:http://transkarpatia.netnwww.transkarpatia.netnwwww. transkarpatia.net/transcarpathia/page/1747/
Шаровая молния за окном. Фото с сайта: http://shk37.simd.ru/fizika/avtor.html
Шаровые молнии могут быть причиной пожаров и поражения людей электрическим током. Часто прямым ударам молний подвергаются сооружения, возвышающиеся над окружающими строениями, например, неметаллические дымовые трубы, телевизионные и иные башни, пожарные депо, строения, отдельно стоящие в открытой местности. Попадание молний в самолёт может привести к разрушениям элементов конструкции, нарушению работы радиоаппаратуры и навигационных приборов, ослеплению и даже непосредственному поражению экипажа. При ударе такой молнии в дерево разряд может поразить находящихся около него людей; опасно также напряжение, возникающее вблизи дерева при стекании с него тока молнии на землю.
Шаровая молния находится под влиянием как гравитационного, так и электрического поля Земли, которое сильно возрастает перед грозой и во время грозы. Вокруг поверхности Земли существуют так называемые эквипотенциальные, невидимые для нас поверхности, характеризующиеся постоянным значением электрического потенциала. Эти поверхности повторяют рельеф местности. Они огибают строения и верхушки деревьев. Являясь легким свободно блуждающим зарядом, шаровая молния может "сесть" на какую-либо эквипотенциальную поверхность и скользить по ней без затрат энергии. Со стороны же кажется, что она парит над поверхностью Земли и двигается вдоль нее, повторяя рельеф местности.
Шаровая молния в просторном помещении. Фото с сайта: http://rarvilt.ucoz.ru/index/s…
Шаровая молния в помещении перед окном (Австрия). Фото с сайта: http://fizika.uz/ru/index.php/2012-01-05-10-26-36/35-2012-01-09-17-35-48?start=30
Шаровые молнии стремятся проникнуть в закрытые помещения, залетая туда через форточки, просачиваясь через щели, дырки в стекле и т.д. При этом шаровая молния временно принимает форму сосиски, лепешки или тонкой нити, а затем, пройдя дырку, снова превращается в шар. Форма шара для шаровой молнии энергетически более выгодна. В закрытых помещениях электрическое поле Земли экранируется, и с шаровой молнии частично снимается гнет мощного электрического поля Земли. Именно поэтому неслучайно, влетая через форточку, молния часто опускается до пола.
Шаровые молнии часто притягиваются к металлическим предметам. Это можно объяснить действием закона электромагнитной индукции. Являясь заряженным телом, шаровая молния при приближении к металлическим предметам наводит в них заряд противоположного знака, а затем притягивается к ним, как к противоположно заряженным телам. Шаровая молния может также двигаться вдоль электрических проводов. Поверхность проводника с током несет электрический заряд отрицательного знака. Поэтому шаровая молния, заряженная положительно, притягивается к проводам с током.
В естественных условиях чаще всего шаровая молния 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 лабораторных условиях похожие на шаровую молнию, но кратковременные горячие плазмоиды удалось получить несколькими разными способами. Установка израильтян для получения горячих плазмоидов по принципу действия напоминает микроволновую печь.
Взрыв шаровой молнии сопровождается генерацией мощного электромагнитного импульса. При взрыве шаровая молния является источником интенсивного рентгеновского излучения.
Некоторые гипотезы, объясняющие возникновение шаровых молний
Гипотеза Капицы. Академик П.Л. Капица в 1955 г. объяснял появление шаровой молнии и ее некоторые особенности возникновением коротковолновых электромагнитных колебаний в пространстве между грозовыми тучами и земной поверхностью. Между облаками и землёй возникает стоячая электромагнитная волна, и когда она достигает критической амплитуды, в каком-либо месте (чаще всего, ближе к земле) возникает пробой воздуха, образуется газовый разряд. В этом случае шаровая молния оказывается как бы «нанизана» на силовые линии стоячей волны и будет двигаться вдоль проводящих поверхностей. Стоячая волна тогда отвечает за энергетическую подпитку шаровой молнии.
Однако Капице так и не удалось объяснить природу коротковолновых колебаний. К тому же шаровые молнии не обязательно сопровождают обычные молнии и могут появляться в ясную погоду. Энергия подводится к шаровой молнии при помощи электромагнитного излучения диапазона сверхвысоких частот (диапазон дециметровых и метровых волн). Сама шаровая молния рассматривается как пучность электростатического поля стоячей электромагнитной волны, находящейся на расстоянии четверти длины волны от поверхности земли или какого либо проводящего объекта. В области этой пучности напряженность поля очень велика, и поэтому здесь образуется сильно ионизированная плазма, которая и является веществом молнии.
П.Л. Капица предположил, что шаровая молния возникает при поглощении мощного пучка дециметровых радиоволн, которые могут излучаться во время грозы. Несмотря на многие привлекательные стороны данной гипотезы, она все же представляется несостоятельной. Дело в том, что она не может объяснить характера перемещений шаровой молнии, ее причудливого блуждения и, в частности, зависимости ее поведения от воздушных потоков. В рамках данной гипотезы трудно объяснить хорошо наблюдаемую четкую поверхность молнии. К тому же взрыв такой шаровой молнии вообще не должен сопровождаться выделением энергии. Если по каким-то причинам поступление энергии электромагнитного излучения вдруг прекращается, нагретый воздух быстро остывает и, сжимаясь, производит громкий хлопок.
Согласно гипотезе А.М. Хазена шаровая молния часто движется над землей, копируя рельеф местности, потому что светящаяся сфера, обладая более высокой температурой по отношению к окружающей среде, стремится выплыть наверх под действием архимедовой силы; с другой стороны, под действием электростатических сил шар притягивается к влажной проводящей поверхности почвы. На какой-то высоте обе силы уравновешивают друг друга, и шар словно катится по невидимым рельсам. Иногда, правда, шаровая молния делает и резкие скачки. Их причиной может послужить либо сильный порыв ветра, либо изменение в направлении движения электронной лавины.
Нашлось объяснение и еще одному факту: шаровая молния стремится попасть внутрь построек. Любое строение, особенно каменное, поднимает в данном месте уровень грунтовых вод, а значит, возрастает электропроводность почвы, что и привлекает плазменный шар. Если к шаровому «сосуду» подводится слишком много энергии, он в конце концов лопается от перегрева или, попав в область повышенной электропроводности, разряжается, подобно обычной линейной молнии. Если же электронный дрейф по каким-либо причинам затухает, шаровая молния тихо угасает, рассеивая свой заряд в окружающем пространстве (http://tonos.ru/articles/fireball).
А.М. Хазен предложил схему возникновения шаровой молнии: «Возьмем проводник, проходящий через центр антенны передатчика сверхвысоких частот (СВЧ). Вдоль проводника, как по волноводу, будет распространятся электромагнитная волна. Причем проводник надо взять достаточно длинный, чтобы антенна электростатически не влияла на свободный конец. Подключим этот проводник к импульсному генератору высокого напряжения и подадим на него короткий импульс напряжения, достаточный для того, чтобы на свободном конце мог возникнуть коронный разряд. Импульс надо сформировать так, чтобы возле его заднего фронта напряжение на проводнике не падало до нуля, а сохранялось на каком-то уровне, недостаточном для создания короны – постоянно светящегося заряда на проводнике. Если менять амплитуду и время импульса постоянного напряжения, варьировать частоту и амплитуду поля СВЧ, то в конце концов на свободном конце провода даже после выключения переменного поля должен остаться и, возможно, отделиться от проводника светящийся плазменный сгусток» (http://tonos.ru/articles/fireball). Однако необходимость большого количества энергии затрудняет реализацию данного эксперимента.
Гипотеза Б.М. Смирнова. Первым эту гипотезу, правда, предложил Доминик Араго, а в середине 70-х годов ХХ в. ее детально разрабатывал Б.М. Смирнов. Б.М. Смирнов считал, что ядро шаровой молнии – это ячеистая структура, обладающая прочным каркасом при малом весе, причем каркас этот образован из плазменных нитей. Шаровая молния имеет химическую природу. Она состоит из обычного воздуха (имеющего температуру примерно на 100 градусов выше температуры окружающей атмосферы), содержит небольшую примесь озона, окислов азота. Принципиально важную роль играет озон, образующийся при разряде обычной молнии; его концентрация около 3%. Внутри шаровой молнии проходят химические реакции, они сопровождаются выделением энергии. При этом в объеме диаметром 20 см выделяется примерно 1 кДж энергии. Это мало, для всех зарегистрированных шаровых молний таких размеров запас энергии должен составлять примерно 100 кДж. Недостатком рассматриваемой физической модели является также невозможность объяснения устойчивой формы шаровой молнии и существования у нее поверхностного натяжения.
Д. Тернер объяснял природу шаровых молний термохимическими эффектами, протекающими в насыщенном водяном паре при наличии достаточно сильного электрического поля. Энергетика шаровой молнии в его гипотезе определяется теплотой химических реакций с участием молекул воды и ионов.
Новозеландские химики Д. Абрахамсон и Д. Диннис 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 шаровой молнии зашкаливает, то она взрывается. Но и эта теория не подтверждает все случаи возникновения шаровых молний.
Гипотеза Фернандеса-Раньяда. Эту гипотезу сложно объяснить, не прибегая к математическим формулам. Речь в ней идет об образовании, похожем на клубок, только состоящий не из нитей пряжи, а из линий магнитного поля. Шаровая молния – это сочетание магнитных и электрических полей, обеспечивающее продолжение одного из них при существовании другого и так далее. Когда эти поля объединяются и взаимно усиливают друг друга, внутри них порождается сильное давление, удерживающее всю структуру. Короче, возникает нечто –"магнитная бутылка". Внутри этой бутылки накапливается энергия. (Использована информация с сайта: http://pochit.ru/fizika/8711/index.html).
Существует довольно много гипотез, предполагающих, что шаровая молния сама является источником энергии. Придуманы самые экзотические механизмы извлечения этой энергии. Согласно идее Д. Эшби и К. Уайтхеда, шаровая молния образуется при аннигиляции пылинок антивещества, попадающих в плотные слои атмосферы из космоса, а затем увлекаемых разрядом линейной молнии на землю. Но пока ни одной подходящей частицы антивещества обнаружено не было. В качестве гипотетического источника энергии называются 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» из двадцатисантиметрового шара за считанные секунды и еще раньше деформируют его. К тому же не известно ни одной реакции, которая бы протекала в воздухе с нужным для объяснения шаровой молнии энерговыделением. Возможно, шаровая молния аккумулирует энергию, выделяемую при ударе линейной молнии.
Гипотеза И.П. Стаханова, или Кластерная теория. Кластер – это положительный или отрицательный ион, окруженный своеобразной "шубой" из нейтральных молекул. Если ион окружен молекулами воды с ориентированными диполями, то его называют гидратированным. Молекулы воды в силу своей полярности удерживаются вблизи ионов силами электростатического притяжения. Два и более гидратированных иона могут объединяться в нейтральный комплекс. Вот из таких комплексов и состоит, согласно гипотезе И.П. Стаханова, вещество шаровой молнии. Таким образом, предполагается, что в шаровой молнии каждый ион окружен "шубой" из молекул воды. Согласно этой теории, шаровая молния представляет собой самостоятельно существующее тело (без непрерывного подвода энергии от внешних источников), состоящее из тяжелых положительных и отрицательных ионов, рекомбинация которых сильно заторможена вследствие гидратации ионов. Рекомбинации мешают ориентированные своими диполями молекулы воды.
Почему молния имеет форму шара? Должна существовать сила, способная удержать вместе частицы «грозового вещества». Почему капля воды шарообразна? Такую форму придает ей поверхностное натяжение, которое возникает из-за того, что ее частицы сильно взаимодействуют между собой, гораздо сильнее, чем с молекулами окружающего газа. Если частица оказывается вблизи границы раздела, то на нее начинает действовать сила, стремящаяся вернуть молекулу в глубину жидкости.
В газах кинетическая энергия частиц настолько превышает потенциальную энергию их взаимодействия, что частицы оказываются практически свободными и о поверхностном натяжении в порциях газа говорить не приходится. Но шаровая молния – это газоподобное тело, а поверхностное натяжение у «грозового вещества», тем не менее, есть, оно-то и обеспечивает у плазмоида форму шара, которую чаще всего имеет шаровая молния. Единственное вещество, которое может иметь такие свойства, это плазма – ионизированный газ.
Плазма состоит из положительных и отрицательных ионов. Энергия взаимодействия между ними гораздо больше, чем между атомами нейтрального газа, больше в этом случае и поверхностное натяжение у сгустка плазмы, чем у порции нейтрального газа. Однако при температурах ниже 1000 градусов Кельвина и при нормальном атмосферном давлении шаровая молния из плазмы могла бы существовать только тысячные доли секунды, так как ионы при таких условиях быстро превращаются в нейтральные атомы и молекулы.
Тем не менее, шаровая молния порой живет несколько минут. При температурах 10–15 тысяч градусов Кельвина кинетическая энергия частиц плазмы становится слишком большой, гораздо больше силы их электрического взаимодействия, и шаровая молния при таком разогреве должна просто развалиться. Поэтому П.Л. Капица и ввел в свою модель мощную электромагнитную волну, способную постоянно порождать новую низкотемпературную плазму. Другим же исследователям, предполагающим, что молниевая плазма более горячая, пришлось придумывать механизм удержания в форме шара слишком горячей плазмы.
Попробуем использовать для стабилизации шаровой молнии воду, которая является полярным растворителем. Ее молекулу можно грубо представить себе как диполь, один конец которой заряжен положительно, а другой – отрицательно. К положительным ионам вода присоединяется отрицательным концом, а к отрицательным – положительным, образуя защитную прослойку вокруг ионов – так называемую сольватную оболочку. Вода может резко замедлить рекомбинацию плазмы. Ион вместе с сольватной оболочкой и называется кластером.
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 доли секунды и заканчивается образованием «грозового вещества» – вещества, похожего по своим свойствам на плазму и состоящего из ионизированных молекул воздуха и воды, окруженных сольватными оболочками.
Шаровая молния может возникать в грозовых облаках. Здесь видна ее внутренняя неоднородность. Фото с сайта: http://swayzeconstruction.com/11/шар-молния
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, что 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, в частности, 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. 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 плотность воздуха равны. Поэтому парение – это самый распространенный вид движения шаровой молнии.
Кластеры взаимодействуют между собой значительно сильнее, чем атомы нейтрального газа, отчего образуется поверхность раздела между порцией пространства, заполненного кластерами, и воздухом. Возникающего при этом поверхностного натяжения вполне достаточно, чтобы придать молнии шаровую форму. Крупные молнии больше метра в диаметре встречаются крайне редко, маленькие же встречаются чаще. Энергия шаровой молнии, согласно этой гипотезе, заключена в кластерах. При рекомбинации двух кластеров – отрицательного и положительного – выделяется энергия – от 2 до 10 электрон-вольт.
Обычно плазма линейной молнии теряет довольно много энергии в виде электромагнитного излучения. Электроны, двигаясь в линейной молнии, приобретают очень большие ускорения, отчего и генерируют электромагнитные волны. Вещество шаровой молнии состоит из тяжелых частиц, ускорить их не просто, поэтому электромагнитное поле шаровой молнией 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 поэтому маленькие молнии слишком мало живут.
Так, в состоянии неравновесия с внешней средой молния диаметром в 1 см остывает за 0,25 секунд, а диаметром в 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.
«Умирает» крупная молния в связи с нарушением 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.
Когда утрачивается поверхностная неустойчивость, шаровая 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.
Но если температура шаровой молнии невелика (около 1000°К), то почему же она столь ярко светится? При рекомбинации кластеров выделившееся тепло быстро распределяется между более холодными молекулами. Но на какой-то момент температура вблизи рекомбинировавших частиц может превышать среднюю температуру вещества молнии более чем в 10 раз. Вот этот газ, нагретый до 10–15 тысяч градусов, и светится так ярко. Таких «горячих точек» в шаре немного, поэтому шаровая молния остается полупрозрачной.
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. При образовании молнии часть электронов может «потеряться», поэтому шаровая молния в целом окажется заряженной положительно, и ее движение будет определяться электрическим полем. Электрический заряд позволяет шаровой молнии 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. При попадании линейной молнии в медные провода появляется шаровая молния, окрашенная 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.
Кластерная теория объясняет многое, но не все. Так, в своем рассказе В.К. Арсеньев упоминает о тоненьком хвостике, протянувшемся от шаровой молнии. Пока причина его возникновения необъяснима. Есть мнение, что шаровая молния якобы способна инициировать микродозовую термоядерную реакцию, которая может служить внутренним источником энергии шаровой молнии. Наряду с повышением плотности в центре шаровой молнии предсказывается и повышение температуры вещества в центральной области до величины, когда возможен термоядерный синтез. Этим, в частности, можно объяснить возникновение микроскопических отверстий с оплавленными краями при прохождении шаровой молнии сквозь стекло.
Как защититься от шаровой молнии
Главное правило при появлении шаровой молнии – не паниковать и не делать резких движений, не бежать! Молнии очень восприимчивы к завихрениям воздуха. 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. Ничего не бросайте в шаровую молнию! Она может не просто исчезнуть, а взорваться, как мина, и тогда тяжелые последствия (ожоги, 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. Технических средств защиты от шаровых молний пока не разработано. Единственный существующий сейчас «шаромолниеотвод» был разработан ведущим инженером Московского института теплотехники Б. Игнатовым, но созданы подобных устройств единицы.
Заключение
Все приведенные выше гипотезы, скорее, не облегчают, а затрудняют наше понимание природы шаровой молнии. Для того, чтобы просто и ясно описать причины и структуру этого явления, нам прежде всего надо понять природу электро-магнитного поля в целом, оперировать полевыми структурами, а не структурами вещества. Мы же пока способны говорить о поле, только когда оно отображается каким-то образом в веществе. Мы говорим о силовых линиях поля, но ведь на самом деле это выстроенные линейно металлические опилки, видимые нашим глазом, которые мы решили превратить в виртуальные понятия. Да есть ли линии у поля вообще?...
Столь сложное явление, как шаровая молния, мы тоже можем вопринимать только как вещественное явление, а ведь по сути оно таким не является. Можно говорить об оболочке шаровой молнии, и тут предпочтительнее кажется Кластерная теория, но что скрывается под этой сальватной оболочкой? Какова вообще природа полевой субстанции внутри шаровой молнии и насколько она неоднородна? Как и в каких терминах описать эту неоднородность? Все это находится пока за пределами человеческого сознания. Какие бы мы не создавали общие теории поля, проверить их физически не удается не только в масштабе планеты и вселенной, но даже и в масштабе макро- и микромира. А ведь законы организации поля должны действовать на всех уровнях его орагнизации... А пока нет внятного и толкового представления о полевом устройстве мира, все попытки описать частные полевые субстанции выглядят малоубедительными и полны противоречий. Вероятно, чтобы понимать структуры самого поля, необходимо развивать особое абстрактное виденье – виденье не глазами, ушами и кожей, а умом, поскольку ум-сознание, скорее всего, – тоже плевая структура, встроенная в вещество и организующая его по образу и подобию своему.
Использованные источники информации
Бекман И.Н. Ядерная физика. Лекция 21. Ядерные реакции в термоядерном синтезе. Адрес доступа: http://profbeckman.narod.ru/YadFiz.files/L21.pdf
Блог о Плазмоидах: Июнь 2011. Адрес доступа: http://fotoplazmoid.blogspot.com/2011_06_01_archive.html
Григорьев А. И. Шаровая молния. – Ярославль: ЯрГУ, 2006. – 200 с.
Дмитриев М.Т. Природа. N 6, стр.98, 1967.
Доклад: Физика шаровой молнии. Адрес доступа: http://www.roman.by/r-25526.html
Загадка шаровой молнии. Адрес доступа: http://masterok.livejournal.com/643369.html
Капица П.Л. О природе шаровой молнии // ДАН СССР 1955. Том 101, № 2. C. 245–248.
Кучмуратов Михаил. Солнце – твёрдожидкое тело. Адрес доступа: http://starsun22.narod.ru/1.htm
Сингер С. Природа шаровой молнии. – Пер. с англ. М.: Мир, 1973. – 239 с. Адрес доступа: http://www.bookarchive.ru/fund-discipliny/fizika/14481-priroda-sharovojj-molnii.html
Стаханов И.П. О физической природе шаровой молнии. – Москва: Научный мир, 1996. – 240 с.
Тарасенко Г.В. Образование динамо-эффекта и его роль в строении планеты Земля. Адрес доступа: http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,39511.0.html
Шаровая молния. Адрес доступа: http://tonos.ru/articles/fireball
Шаровая молния. Адрес доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/
