Загадки кульової блискавки
Блискавки, що розсікають небо, немов гарматні залпи, канонада грому, свист вітру, як куль, і потім, один за іншим, удари граду. Як ніяке інше явище природи, гроза схожа на війну. Тут Небо вступає в бій з Землею, і все навколо здригається, налякане цією боротьбою. З давніх-давен люди численні шанували бога грози верховним божеством небесного пантеону. Воістину у цього володаря небес невичерпний запас сил! Щогодини в усьому світі 3000 разів бушує гроза. Щогодини понад 100 тисяч блискавок встромлюють в притихле тіло Землі, і цим пристрастям не видно кінця.
Найкраще в грозу сидіти вдома, поглядаючи у вікно на те, як потемніло – масивне, немов торт, – небо ріжуть криво і навскіс золочені леза блискавок. Але і тут – з ким-то це буває! – прямо до вас, проникаючи крізь скло, може уплисти вогненна куля.
Тисячі людей спостерігали кульову блискавку, і все-таки ніхто не знає, що ховається за цим дивним феноменом. Прірода кульової блискавки таїть чимало загадок. При її описі вчені змушені покладатися лише на окремі свідчення очевидців, з яких випливає, що вона являє собою матовий куля оранжевого, жовтого або червоного кольору, що світиться як лампочка в 60 ват, що величиною вона буває то з апельсин, то з футбольний м’яч, що вона ширяє, переміщаючись зі швидкістю пішохода або бігуна, рухається плавно, безшумно і що її спостерігають від десятка секунд до кількох хвилин. Ці скупі розповіді та жменька фотографій – ось все, чим володіє наука.
Австрійський метеоролог Олександр Койл провів статистичний аналіз 400 повідомлень, залишених тими, кому доводилося бачити кульову блискавку. Найчастіше – в 90% випадків – її бачили перед грозою, під час грози або відразу після того, як негода стихала. У 87% випадків кульова блискавка з’являлася в літні місяці. У більшості випадків вона мала ідеально круглу форму, її діаметр складав приблизно 30 сантиметрів. Після 5 секунд вона, як правило, зникала, хоча деяким доводилося бачити її протягом 15 хвилин. Приблизно в кожному четвертому випадку вона проникала в закрите приміщення. У половині випадків вибухала з гучним бавовною.
Як полемічно заявив один з учених, ми знаємо про кульову блискавку не більш, ніж древні єгиптяни знали про природу зірок. Але все ж ми хоча б уявляємо собі її властивості – а тому можемо визнати помилковими самі сенсаційні повідомлення, наприклад, про потужні вибухи кульових блискавок, що руйнували цілі будівлі. В середньому з тисячі описів подібних блискавок можна на пальцях однієї руки перерахувати число зустрічей з ними, закінчилися трагічно, та й то з цих оповідань неясно, чи постраждали люди саме від кульової блискавки, або причина була в чомусь іншому, відзначав російський дослідник Ігор Стаханов.
Що ж стосується її природи, то на сьогоднішній день є більше 100 гіпотез, що претендують на пояснення фізичної суті кульової блискавки. Однак жодна з них не знайшла переконливого підтвердження. Хтось каже, що кульова блискавка – це згусток плазми. Але яка сила утримує його, не дає цього шару розпастися? Хтось бачить у ній мініатюрну чорну діру, а хтось – стягнуте в вузол енергетичне поле. А може бути, кульова блискавка – це всього лише оптичний обман? Що, якщо блиснула поблизу стріла блискавки так сильно дратує сітківку ока, що той якийсь час бачить перед собою повільно пливе вогненна куля?
Дослідження кульової блискавки ведуться вже кілька століть. Свого часу отримати її штучним шляхом намагалися і Нікола Тесла, і Петро Капіца. І все одно вчені поки не мають у своєму розпорядженні теорією, яка б пояснювала і сама поява цієї блискавки, і описувала феномени, її супроводжують. Є тільки окремі гіпотези.
А може бути, у випадку з кульовою блискавкою мова взагалі йде про декілька феномени різного походження, які ми намагаємося описати “однією формулою”? На цю ж думку наводять і деякі нові експерименти, проведені в останні роки і викликали інтерес у фахівців.
У 2000 році журнал Nature представив роботу новозеландських хіміків Джона Абрахамсона і Джеймса Дінніса. Вони показали, що при ударі блискавки в грунт, що містить діоксид кремнію (в природі, наприклад, це кварц, з зерен якого в основному і складається звичайний пісок), той розкладається на складові його речовини – зокрема, виділяються крихітні, розміром в нанометри, частинки кремнію. Вони зливаються в порошинки, що утворюють в повітрі невелику хмарку у вигляді кулі. Інші речовини випаровуються, і їх висхідні пари піднімають цю кулю, зовнішні шари якого окислюються – згорають – при зіткненні з атмосферним киснем. Кількість випромінюваної їм світлової енергії приблизно відповідає силі світіння кульової блискавки, як про це розповідають очевидці. Коли оболонка кулі, що складається тепер з оксиду кремнію, розігрівається і плавиться, весь міститься всередині кремній миттєво окислюється. Відбувається вибух кульової блискавки.
Ця гіпотеза дає відповідь на питання, чому кульові блискавки проникають крізь шибку. Можливо, кремнієві порошинки настільки малі, що здатні проникати крізь найдрібніші тріщини в шибці і рамі. Опинившись в кімнаті, вони знову скручуються в кулю. Втім, поки подібна “телепортація” речовини здійсненна тільки на папері – в теоретичних розрахунках. Відтворити її в лабораторних умовах не вдавалося. До того ж ця гіпотеза не може пояснити всі випадки спостереження кульових блискавок.
У 2004 році російські фізики Антон Єгоров, Сергій Степанов та Геннадій Шабанов описали схему установки, на якій їм вдавалося отримувати кульові розряди, названі ними плазмоідами і нагадували кульову блискавку. За допомогою розряду в 5000 вольт вони випарювали дві краплі води, які перебували на електроді безпосередньо над поверхнею води. Частинки плазми, що утворилися при електричному розряді, огорталися хмаркою з молекул води і охолоджувалися. Температура плазмоида становила всього 60 ° С. Дослідники накривали цей куля, що світиться аркушем паперу, але той не запалав. Якщо ж куля насичувався воднем, то він вибухав, як це і трапляється часом з кульовою блискавкою. Втім, плазмоїди зникали вже через секунду. Кульова блискавка живе довше. Крім того, вона виникає не тільки під час дощу і не тільки поруч з водою. Значить, є і якийсь інший механізм зародження подібних блискавок.
У 2006 році фізики Володимир Діхтяр і Елі йерба з Тель-Авівського університету спостерігали в лабораторії світяться газові кулі. Генеруючи їх, вони розігрівали в мікрохвильовому полі кремнієвий субстрат, поки той не випаровувався. В повітрі з’являвся жовтувато-червоний куля діаметром близько 3 сантиметрів, що складався з іонізованого газу (як бачите, він був помітно менше кульової блискавки). Він повільно плив у повітрі, нітрохи не змінюючись. Температура його поверхні досягала 1700 ° С. Подібно звичайної блискавки, він притягувався до металевих предметів і ковзав уздовж них, а ось проникнути крізь шибку не міг. У цих експериментах скло уривався, зіткнувшись з ним. Однак штучна блискавка існувала лише до тих пір, поки не відключався джерело випромінювання. Очевидно, в природі кульові блискавки породжені не мікрохвильовими полями, а електричними розрядами. У будь-якому випадку дослідження подібних блискавок допустимо в лабораторних умовах.
(2 votes, average: 3.00 out of 5)