Поскольку шаровая молния похожа на сгусток плазмы и способна автономно существовать десятки секунд, на явление обратили внимание маститые физики. Однако документальных подтверждений теории Абрахамсона об образовании шаровой молнии в природе до сих пор не было. разбирался, почему шаровые молнии остаются загадкой для науки и как ученые объясняют их возникновение. Загадочные шаровые молнии, появляющиеся неизвестно откуда, двигающиеся неведомо как, привлекают пристальное внимание человека. Загадки шаровых молний Шаровые молнии обладают рядом свойств, которые не в силах объяснить наука.
У причудливого феномена «Шаровая молния» появилось поразительное новое объяснение
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! 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. В 1936 году английская газета «Дейли мейл» сообщила о случае, когда зритель наблюдал горячий 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, следовавшего рейсом «Нью-Йорк — Вашингтон», стал британский профессор Р. Согласно его рассказу, сначала в самолет ударила обычная молния, затем из кабины пилотов вылетела шаровая молния.
На данный момент выдвинуто много гипотез происхождения шаровых молний, но в академическом сообществе еще ни одна из них не получила признания, а лабораторные опыты по воспроизведению условий возникновения шаровых молний дают противоречивые краткосрочные результаты. Корреспондент Sport24 Зарина Халимхонова поговорила с физиками Марией Семеновой и Александрой Адамович и узнала, что такое шаровая молния, какой она бывает и чем опасна.
Что такое шаровая молния: отвечают физики «Шаровая молния — очень редкое природное явление и безумно загадочное. Для людей, не разбирающихся в физике, это может показаться волшебством. До сих пор не имеется научного объяснения, как же появляется шаровая молния», — объяснила Семенова. Если существуют заряды, электроны и поля, то почему мы ставим под сомнение существование шаровой молнии? Например, в квартире ее размеры будет малы, а на улице радиус самой сферы будет намного больше.
Могут быть желтого, красного, оранжевого, белого и даже синего цветов и разных по интенсивности — яркие или тусклые. Имеет шипящий потрескивающий звук, вроде костра.
Советский электротехник Георгий Бабат на несколько секунд получил сферический газовый разряд внутри камеры с низким давлением. В 1958 году советский физик Петр Капица смог создать в шаровом резонаторе свободно парящий газовый разряд овальной формы, возникший при атмосферном давлении в гелиевой среде. Добавки различных органических соединений меняли яркость и цвет свечения. В 2018 году команда финских и американских специалистов создала в лаборатории квантовый магнитный вихрь, который имел те же свойства, что и шаровая молния. Исследователи использовали два противоположно направленных потока электрического тока, в результате чего образовался синтетический электромагнитный узел шаровой формы. Микко Меттенен из университета Аалто в Хельсинки полагает, что шаровые молнии носят не только электрическую, но и квантовую природу.
Их эксперимент стал возможен благодаря изучению скирмионов — квантовых квазичастиц, математическая модель которых отражает реальное, а не схематическое поведение протонов и нейтронов в атоме. Визуальный обман По этой версии шаровые молнии — не больше, чем иллюзия или плод богатого воображения очевидцев. Теорию подкрепляет исследование ученых из Инсбрукского университета, опубликованное в 2010 году. Они выяснили, что электрические токи, которые возникают во время грозы, могут влиять на визуальное восприятие света. Мы действительно можем подумать, что видим светящийся шар, но это будет лишь обманом зрения. Волны электромагнитного излучения В своей статье «О природе шаровой молнии» Петр Капица предположил, что у шаровой молнии должен быть внешний источник энергии, который ее подпитывает: «…наиболее естественный и, по-видимому, единственный способ подвода энергии — это поглощение приходящих извне интенсивных радиоволн» [9]. Радиоволны, в свою очередь, образуются из-за сочетания двух факторов — ионизированного воздуха и грозовых разрядов. Реакция между кислородом и химическими элементами в почве В 2012 году китайские ученые, исследовавшие обычные молнии, случайно записали шаровую с помощью спектрографов.
Они нашли в шаровой молнии кремний, железо и кальций, которые есть и в почве. Это дало повод предположить, что при ударе обычной молнии эти элементы вступают в реакцию с кислородом, в результате чего образуется шаровая молния. Этого, согласно теории, достаточно, чтобы вызвать разряд.
Во-вторых, известно множество свидетельств поражения людей при контакте. В-третьих, очевидцы помимо оптических сообщают о звуковых эффектах, дымном следе и резком запахе серы. Но и главный козырь — объект фиксируют не только люди, но и техника. Например, в 2012 году в Тибете шаровую молнию зафиксировали бесщелевые спектрометры, установленные для наблюдения за обычными молниями. Приборы помогли раскрыть спектр загадочного явления. В то время как у классической молнии преобладают линии ионизированного азота типичного для атмосферы , в спектре шаровой присутствуют линии кремния, железа и кальция.
А они являются основными составляющими веществами почвы. Получается, что гипотеза фосфенов не является исчерпывающей и это не галлюцинации.
Загадка шаровой молнии - Россия 24
Однако есть риск, что она может и взорваться. Заранее предсказать, как объект себя поведет, невозможно. Уйманов отмечает, что, если допустить резкое движение, поток воздуха может увлечь шар за человеком, и тот будет следовать за ним до тех пор, пока не угаснет. Это редкий случай. Обычно энергия у них кончается и они затухают, — говорит ученый. Однако он отмечает: если молния взорвется, то это может привести к тому, что человек получит ожоги или загорится помещение. Обычная молния — это серьезно, особенно если находитесь в воде, около высоких зданий и предметов, около деревьев, — сказал ученый.
То есть существование этого явления было зафиксировано приборами. Кроме того, шаровые молнии неоднократно были зафиксированы на фото и видео. Что такое шаровая молния Если явление существует, то что оно собой представляет и как возникает?
Самое распространенное мнение гласит, что шаровая молния имеет мощный электрический заряд энергии. То есть является молнией шарообразной формы, которая способна двигаться по непредсказуемой траектории, порой сильно удивляющей очевидцев. По свидетельствам очевидцев, шаровые молнии возникают не только в грозу, но и ясную погоду. Чаще всего явление появляется в грозу, однако также есть свидетельства о его возникновении в ясную погоду.
Также явление иногда возникает вследствие ударов линейных молний. Реже шары появляются в воздухе из неоткуда или выходят из предметов, которые не являются проводниками. Шаровые молнии чаще возникают из проводников металлических предметов. Существует версия, что данное явление представляет собой крупную каплю жидкого атомарного водорода, который находится в возбужденном неустойчивом состоянии.
Она возникает в результате электролиза воды под действием полей и токов грозовой молнии. Но, как и все остальные версии — это лишь предположение. Загадки шаровых молний Шаровые молнии обладают рядом свойств, которые не в силах объяснить наука.
Сегодня существует более четырехсот моделей, которые описывают происхождение шаровых молний. Экспериментально создать шаровую молнию можно, но только в специальных ограниченных условиях. Однако, по словам представителя комиссии РАН по борьбе с лженаукой, «не хочет шаровая молния залетать в лаборатории ученых». Если условия среды начинают приближаться к реальным, то молния превращается в неустойчивый сгусток плазмы, который исчезает в пространстве за несколько секунд. В природе шаровая молния движется, зависает, преследует, проникает сквозь стены, взрывается и существует более получаса. Модель не сравнится с прототипом. Сенсационное открытие Совсем недавно ученым фантастически повезло.
Китайские физики установили их для изучения обычных грозовых молний. Но спектрометры зафиксировали свечение шаровой молнии, которое продолжалось 1,64 секунды. Обычная молния содержит в своем спектре ионизированный азот, а шаровая молния — железо, кремний и кальций, которыми богата почва. Благодаря открытию одна из популярных моделей получила научное подтверждение. Модель основывается на том, что шаровая молния не что иное, как сгорающие частицы почвы, которые были подняты в воздух грозовым ударом. Круг изучения немного сузился, но пока ученые не могут объяснить, почему шаровая молния может проходить сквозь стены, почему она может появиться внутри подводной лодки, которая находится на приличной глубине и почему возникают неприятные психологические эффекты у людей, а также многое другое. Существует более 400 теорий, объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания в академической среде. Пока что научные круги признают, что загадка природы не раскрыта. Бывали случаи, когда молнии появлялись рядом с одним и тем же человеком много раз, при этом каждый раз у молнии была новая форма или окраска.
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! 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. В 1936 году английская газета «Дейли мейл» сообщила о случае, когда зритель наблюдал горячий 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, следовавшего рейсом «Нью-Йорк — Вашингтон», стал британский профессор Р. Согласно его рассказу, сначала в самолет ударила обычная молния, затем из кабины пилотов вылетела шаровая молния.
Существуют ли шаровые молнии? Наблюдения и эксперименты
Шаровая молния от линейной может отличаться «поведением», она может застывать в воздухе, но затем будет двигаться по прямой к интересующему предмету именно поэтому шаровая молния гораздо опаснее линейной. Академик РАН, председатель совета по шаровой молнии Владимир Бычков говорит, что появление шаровых молний в столице не редкость. Шаровая молния удивительна тем, что живет намного дольше обычной молнии, иногда несколько десятков секунд.
Российский ученый рассказал о двух главных загадках появления шаровой молнии
Поскольку любая частица поглощает и испускает электромагнитное излучение, возникает отдача, называемая силой Абрахама-Лоренца. Теоретически, свет, распространяющийся от удара молнии, заставляет частицы воздуха колебаться, когда они поглощают и пропускают электромагнитное излучение. Эта сила не так впечатляет в большинстве случаев, как признает даже Торчигин, заявляя, что «эти силы чрезвычайно малы для обычных интенсивностей света, и их действие справедливо игнорируется». Но чрезвычайная интенсивность удара молнии не является вашей обычной вспышкой. Более того, эти оптические силы могут потенциально значительно увеличиться при правильных условиях. Эти «правильные условия», по словам Торчигина, включают в себя создание тонкого слоя воздуха, который преломляет свет обратно на себя. Тонкий слой воздуха - мало чем отличающийся от пленки пузыря - может эффективно фокусировать свет как линзу, усиливая свет достаточно, чтобы вытолкнуть частицы воздуха в границу и создать долгоживущий пузырь, концентрируя фотоны по несколько секунд за раз. Не все "эмбрионы" шаровых молний были бы успешными, немедленно исчезая из-за отсутствия света или достаточно закрытой оболочки. Но те, кто все-таки болтались поблизости, выглядели бы впечатляюще, если бы проходили призрачный путь практически через любую прозрачную среду.
Таким образом, наблюдения китайцев подтвердили теорию 2000 года химика Джона Абрахамсона из новозеландского университета Кентербери. Абрахамсон предположил, что когда молния ударяет в землю, внезапное и сильное повышение температуры быстро испаряет оксид кремния в почве, а ударная волна выбрасывает образовавшийся газ в воздух. Органические вещества в почве, например, палая листва или корни растений быстро сгорают, отнимая кислород у окиси кремния, так что в итоге остается раскаленный кремниевый газ. Тот, в свою очередь, начинает интенсивно окисляться в воздухе, приводя к образованию раскаленного шара, который сгорает в течение считанных секунд. Израильским ученым из тель-авивского университета уже удалось в 2006 году получить шаровую молнию в лабораторных условиях, ударив мощным электрическим разрядом по пластинкам оксида кремния.
Локатор ловит и сопровождает цель. Шаровая молния разгоняется под действием луча лазера до скоростей близких к скорости света. Шаровая молния, соприкоснувшись с объектом поражения, разрядит свой энергетический потенциал, и этот объект взорвется. Известно, что свет обладает определенным давлением, даже на материальные объекты.
Квантовая теория света объясняет световое давление, как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам вещества. Подтверждающим эту теорию является опыт с крыльчаткой, в прозрачной колбе, в среде вакуума. Луч, направленный на крыльчатку, заставляет её вращаться. И чем выше мощность этого луча, тем быстрее будет вращаться крыльчатка. Естественно, если лазерный луч попадет в искусственно полученную шаровую молнию, к тому же обладающую достаточно большим энергетическим потенциалам, то она начнет двигаться с нарастающей скоростью к объекту поражения. Для того, чтобы доказать факт, следования шаровой молнии за лучом лазера проделаем следующий опыт. Аналогом шаровой молнии возьмем обыкновенный мыльный пузырь. Он, как и шаровая молния обладает мениском поверхностным натяжением , который и формирует шар. Теперь возьмем тонкую палочку, намочим её в мыльном растворе и аккуратно проткнем ею мыльный пузырь.
Когда нам этот опыт удался, начнем двигать палочку в различных направлениях. Мыльный пузырь, при этом, будет послушно следовать за палочкой, возможно едва отставая от неё, за счет своей инерции покоя. Но при этом каждый раз он будет стремиться занять положение, с палочкой по его середине. Подобно описанному опыту с мыльным пузырем, будет вести себя и шаровая молния. Кстати, самолет, вооруженный двумя такими установками передний и задний секторы , будет вооружен и защищен до тех пор, пока у него будет работать его двигатель, обеспечивающий установки, генерирующие шаровые молнии, энергией. Принципиальное отличие стелларатора от токамака заключается в том, что магнитное поле для удержания плазмы полностью создаётся внешними катушками, что, помимо прочего, позволяет использовать его в непрерывном режиме, для получения электроэнергии. Подобные установки работают во многих странах, как экспериментальные с 1954 года. Предполагается, что на этих установках должна быть получена самая дешевая, и самая безопасная электроэнергия в больших объемах. Над этой проблемой бьются лучшие мировые умы, но пока дальше экспериментов дело не идет.
Основные проблемы ТОКОМАКа заключаются в том, что не получается удержание плазмы длительное время в торовой камере, а так же существует проблема «первой стенки», загрязняющей плазменный «шнур». Удержание плазмы магнитным полем не является абсолютным, и часть горячих заряженных частиц продолжает выходить на стенку камеры за счет диффузии поперек магнитного поля, а также при прорыве в плазму.
Прикасаясь к поверхности, они оставляют ожоги. Шаровые молнии бывают настолько горячими, что из-за них возникают пожары. Если человек стал свидетелем этого явления, он ни в коем случае не должен приближаться к нему и тем более пытаться дотронуться. То есть если она попала в комнату, то лучше, чтобы ее потоком воздуха унесло куда-нибудь из близости от человека. Это крайне опасное явление, оно может пройти и без последствий, но есть такие удары по людям, что в плоть до смерти», — предупредил физик. Шаровые молнии нечасто убивают людей, но, согласно статистике по Северному полушарию, в год случается один-два таких случая. От линейной молнии больше жертв, но из-за редкости шаровой ее можно ошибочно расценить как неопасную. Хотя на самом деле она поражала даже реактивные самолеты, подчеркнул ученый.
Недавно физики из МГУ смогли воспроизвести шаровую молнию в лаборатории и сфотографировать светящиеся шары, которые «прыгали» по столу. Исследователи сделали вывод, что это явление чем-то похоже на воздушные шары, наполненные раскаленным газом. Владимир Бычков рассказал «Газете. Их размер очень мал, порядка миллиметров, но когда они взрываются, то оставляют похожие на звезды следы на бумаге», — объяснил он. А когда шарик оказывался в воде, из него выпадала металлическая сфера и рядом оставалась оболочка. Эксперименты показали, что сфера состоит из практически чистого алюминия, а оболочка — из оксида Al2O3. Житель Сибири рассказал, что повстречал шаровую молнию, когда ему было семь лет. Он сидел дома возле окна, глядя на пасмурную улицу.
Шаровая молния. Самые интересные факты об этом таинственном явлении
Видный исследователь шаровой молнии Александр Григорьев, который трудился в Ярославском государственном техническом университете, посвятил сбору свидетельств от очевидцев шаровых молний многие годы. Академик РАН, председатель совета по шаровой молнии Владимир Бычков говорит, что появление шаровых молний в столице не редкость. Резонансная самосогласованная модель шаровой молнии, позволила объяснить не только её многочисленные загадки и особенности качественно и количественно. Шаровыми молниями становятся электромагнитные вихри, образованные во время прохождения разряда линейной молнии.
Шаровая молния — самое таинственное природное явление
| Что мы знаем о шаровой молнии » Перуница | Не исключено, что в ближайшие годы загадка шаровой молнии будет все-таки разгадана и все ее «странности» получат научное объяснение. |
| Загадка для физиков: что такое шаровая молния - Жизнь - | Капица считал, что шаровая молния — это газовый разряд, движущийся вдоль силовых линий стоячей электромагнитной волны между облаками и землей. |
Существуют ли шаровые молнии? Наблюдения и эксперименты
Но в любом случае учёные смогли создать нечто похожее — электромагнитный вихрь, который выглядит как светящийся шар энергии, что подходит под описание шаровой молнии. Откуда берется шаровая молния и что она такое – Самые лучшие и интересные новости по теме: Интересное, мистика, молнии на развлекательном портале Одни ученые считают, что шаровые молнии — это результат разряда электрической энергии во время сильных гроз. — Воссоздать шаровую молнию практически невозможно в лабораториях: специалистам удавалось добиться образования светящихся объектов, которые по свойствам лишь отдалённо приближались к оригиналам.
Шаровая молния. Самые интересные факты об этом таинственном явлении
Занимательные научные открытия и новости из мира науки: Китайцы разгадали загадку шаровой молнии. Никто не сомневается в реальности линейных молний, разрезающих небо во время гроз. Новости по тегу: Шаровая Молния.