Красная шаровая молния. Молнии шаровые, но разные. Наиболее частые проявления шаровой молнии

Шаровая молния - явление редкое и достаточно малоизученное, но от этого не менее опасное. Первые упоминания о ней относят нас еще во II век до н.э., когда в летописях рассказывалось о загадочных явлениях, которые происходили в Риме. Также подобные прецеденты случались и в Средневековье. В современном мире изучение природы возникновения шаровой молнии началось в XIX веке, когда Д. Араго описал данное явление. С тех пор было немало исследований, однако человечество все никак не может разгадать ее секрет, а поэтому так боится. Мы попытаемся разобраться, чем опасна шаровая молния, а также как от нее уберечься.

Специфика воздействия шаровой молнии

Подобное явление обычно поражает своей яркостью. При этом окраска молнии может быть самой разной:

• ослепительно-белой;
• сине-голубой;
• черной;

Но чаще всего встречаются оттенки:

• оранжевого;
• красного;
• желтого.

Шаровая молния может появляться как в хорошую погоду, например, солнечным июльским утром, так и при грозе. Науке до конца точно не известна природа ее возникновения, ведь она может проявиться как на открытом пространстве: внутри туч, в воздухе, над землей; так и в закрытых помещениях, в том числе жилых дома, через розетку или стекло окна. Реальная температура шаровой молнии также неизвестна ученым. По их прогнозам она может сильно колебаться: некоторые специалисты полагают, что она равняется 1000°C, другие же думают, что немногим более 100°C. Молния может резко менять свое направление в процессе движения. Бывают случаи появления шаровой молнии одновременно с обычной линейной. Такая взаимосвязь еще точно не описана, но данный факт существует. Подобная вариабельность объясняет сложности с изучением шаровой молнии. Многие специалисты полагали, что такого явления вообще не существует, а это просто некий оптический обман.

Люди, которые столкнулись с данным эффектом, говорят (и ученые вторят им), что явление можно разделить на 2 типа:

1. Красный объект опускается с неба. При столкновении с чем-либо он взрывается.
2. Передвигается параллельно земной поверхности, источником притяжения для него служат электростанции, линии передачи и даже бытовые приборы.

Обыватели пусть и ненадежный, но зато наиболее информированный источник, поэтому ученые часто обращаются к ним при изучении данной проблематики. Многие люди указывают на то, что она «шипит», а длительность ее свечения колеблется от долей секунды до полуминуты. Для ученых по-прежнему большая загадка как образуется шаровая молния, ведь мы можем наблюдать ее лишь на финальном этапе существования. Также особый интерес вызывает ее форма. Именно поэтому выдвигается ряд гипотез относительно данного явления.

Откуда берется шаровая молния

Ученым крайне сложно описать природу ее возникновения, поскольку запечатлеть это очень сложно. Фото шаровой молнии сделать непросто, ведь данное явление иногда длится доли секунды. Некоторые свидетели утверждают, что видели долгое свечение. Иногда она просто тихо исчезает, но бывают случаи, когда она взрывается, и можно получить настоящий удар шаровой молнии.

В объяснении нуждаются многие важные моменты:

1. Условия создания. Ведь есть свидетельства, указывающие на то, что она появлялась не только в грозу, но и в обычный солнечный день.
2. Структура вещества. Шаровая молния может пройти через стекло, стены, проемы и при этом восстановить свою изначальную форму.
3. Природа излучения. Берется ли энергия лишь с поверхности или же со всего объема шара.

Д. Араго, который один из первых серьезно заинтересовался данной проблематикой, считал, что возникает данное явление благодаря тому, что происходит взаимодействие азота и кислорода с выделением энергии. Развивал эту гипотезу другой ученый - Я. Френкель. Он утверждал, что шар содержит в себе активные газы, образованные вследствие данной реакции. Исходя из этого, можно сказать, что энергия расположена внутри объекта.

С этим предположением не соглашался физик П. Капица. Он полагал, что причина всему - дополнительная энергия в виде радиоволн, возникающих в результате электромагнитных колебаний между тучами и землей во время грозы. Она скапливается и в какой-то момент начинает взаимодействовать с природным явлением. Но и эта теория несовершенна, т.к. не объясняет появление шаровой молнии в солнечные дни.

Благодаря наблюдениям с земли и воздуха сейчас хорошо известны размеры существующих искровых зарядов. Их величина колеблется от 1 см до 1 м и более. Чаще всего людям приходится сталкиваться с молнией диаметром 10-20 см.

М. Юман пытался повторить данный процесс в лабораторных условиях, однако его опыт потерпел неудачу. Для того чтобы выяснить скорость шаровой молнии, ее структуру и особенности, необходимо регулярно проводить эксперименты. Однако поскольку все они очень сложные и затратные, их реализация на практике постоянно откладывается.

Как спастись от шаровой молнии

Шаровая молния представляет большую опасность для человека. В результате соприкосновения с ней вы в лучшем случае отделаетесь серьезным ожогом, а чаще всего происходят инциденты с летальным исходом. Самое главное - не стоит резко дергаться и впадать в панику. Если вы не знаете что делать, если рядом шаровая молния, то самый простой совет - не бегите. Она весьма восприимчива к различным колебаниям воздуха, поэтому сразу же последует за вами, а ее скорость гораздо выше.

Необходимо постараться уйти в сторону с того пути, по которому движется объект, при этом категорически запрещается поворачиваться к нему спиной. По возможности держитесь дальше от всех своих гаджетов, а также избегайте соприкосновения с синтетическими материалами, поскольку они очень хорошо электризуются. Если же на вас такая одежда, то лучше просто замереть и оставаться на месте. Тогда есть шанс, что угроза просто пройдет мимо. Если же этого не удалось избежать, и у пострадавшего есть ожоги, то нужно отправить его в проветриваемую комнату, после чего тепло укутать. Необходимо постарайтесь помочь пострадавшему, сделав искусственное дыхание, если есть необходимость. Это поможет немного стабилизировать его состояние. Однако первым делом нужно сразу же обратиться в Скорую помощь. Теперь вы знаете, что делать при встрече с шаровой молнией.

Неважно, столкнулись вы с явлением на улице или в квартире, не пытайтесь каким-либо образом нарушить его структуру (например, бросив что-либо внутрь). Этим вы лишь можете навредить себе, поскольку значительно увеличивается вероятность взрыва. Как же спастись от шаровой молнии в доме?

Сразу же предупредите своих близких или коллег (если вы находитесь на работе) о существующей угрозе. Также постарайтесь предотвратить панику. Необходимо максимально аккуратно подойти к окну и открыть форточку. Велика вероятность, что шар просто выйдет наружу. При этом нужно быть максимально собранным, не медлить, но и не допускать резких движений.

Шаровая молния не только легко проходит через стены, но и способна полностью разрушить даже крепкое здание. Для того чтобы предотвратить подобное, лучше заранее позаботиться о том, чтобы Ваш дом был в безопасности. Мы рекомендуем ознакомиться со статьей «Защита своего дома от прямого попадания молнии. Грозозащита: молниеприёмник, молниеотвод, заземляющее устройство ». В ней представлены все актуальные способы обеспечения безопасности.

Места, где бывают шаровые молнии

Спрогнозировать какое-либо конкретное место появления просто невозможно, поэтому от такой угрозы никто не защищен. Бывали случаи, когда было зафиксировано неоднократное появление данного эффекта в одном районе. Шаровая молния в городе под Псковом была замечена несколько раз за год. Но при этом природа ее возникновения так и осталась неизвестной. Ученые даже пытались вычислить ее, но разрушительная сила была так велика, что все приборы пришли в негодность. Есть хроника из других мест, подтверждающая всю опасность данного явления, например, НЕВЕРОЯТНЫЕ кадры с шаровой молнией (5 видео):

Последствия могут быть ужасными. Вы уже знаете, как выглядит шаровая молния, поэтому можете себе представить степень ее разрушительного эффекта. В лучшем случае предстоит длительное лечение. Все зависит от степени полученных ожогов и от силы разряда. Серьезно повреждаются слух и зрение. Как уже упоминалось ранее, вспышка может быть ослепительно-яркой.

Естественно, это также негативно сказывается на сердечной и мышечной системах. Главное правило в таких случаях - оказание быстрой и квалифицированной помощи. Именно это поможет сохранить пострадавшему не только жизнь, но и полноценное физическое состояние. Фото очевидцев шаровой молнии поражают.

Вместе с тем, история знает интересные случаи, когда после контакта с таким объектом люди открывали в себе необычные способности, их болезни пропадали. Но это исключения и чудеса, а в реальности, если шаровая молния попала в человека, то ему грозит большая беда. Вероятность получить опасный электрический разряд сохраняется не только пока гремит гром, но и после. Есть ролик «Шаровая молния - уникальные видео очевидцев», в котором люди поражаются явлением, не боясь снимать происходящее. При этом обычный радиус составляет в среднем 10 км.

Шаровая молния, напряжение которой намного выше, чем обыкновенной, может навсегда искалечить жизнь. Поэтому стоит задуматься о своей безопасности прямо сейчас. В этом Вам поможет продукция и услуги от фирмы «Алеф-Эм», где работают настоящие профессионалы, которые позаботятся о Вас. Нужно продумывать способы, как улучшить защиту своей квартиры и не бояться столкнуться с опасностью.

Как защититься от шаровой молнии с помощью услуг, которые мы предоставляем

Молниеотводы от «Алеф-Эм» - это надежная защита в экстренных ситуациях. Достаточно зайти на наш сайт и выбрать необходимую продукцию для того, чтобы обезопасить себя. В этом Вам помогут наши продавцы-консультанты, которые обладают большим опытом работы. С ними можно поговорить на разные темы, касающиеся безопасности вашего жилища как во время грозы, так и при появлении шаровой молнии.

Вы уже знаете то, как себя вести, если шаровая молния залетела в дом. Но воспользовавшись нашими услугами, Вам удастся минимизировать, а то и вовсе избежать эту вероятность. Заряды будут направляться в землю, такие громоотводы уже многократно протестированы. Главным свидетельством их качества являются вовсе не сертификаты, а благодарные отзывы покупателей.

Шаровая молния может легко влететь в окно, но это исключено благодаря нашим системам. Они состоят из следующих частей:

• металлической основы;
• устройства, которое располагается на крыше здания;
• троса, выступающего в роли соединителя.

Мало знать как вести себя при шаровой молнии, нужно всегда быть готовым к худшему варианту развития событий. Надежная молниезащита от «Алеф-Эм» поможет избежать неприятностей от этого природного явления.

Работая уже около десяти лет, успели стать настоящими лидерами на данном сегменте рынка. Мы гарантируем результат, который прослужит Вам долгие годы. С методами нашей работы можно ознакомиться в статье «Традиционная молниезащита зданий: молниеотвод (громоотвод) ».

Цены в «Алеф-Эм» гораздо ниже, чем у конкурентов, действует гибкая система скидок и индивидуальный подход к каждому клиенту, что позволит Вам существенно сэкономить.

Мы работаем только с надежными материалами, поскольку безопасность наших клиентов на первом месте.

На нашем сайте представлено много полезных материалов, там можно читать статьи и о шаровой молнии. Встретить ее рискует каждый, но важно быть подготовленным и остаться просто очевидцем. Посмотрев видео о шаровой молнии, Вы можете убедиться, насколько это опасно. Обращайтесь в нашу компанию, где Вас всегда рады видеть. Квалифицированные сотрудники окажут помощь и быстро сделают квартиру гораздо более безопасной. Они покажут видео про шаровую молнию в доме, укажут на основные ошибки и расскажут, как правильно вести себя в экстренной ситуации.

Фирма стремится стать со своими клиентами не просто партнерами, но и настоящими друзьями. Приходите к нам, и мы выполним качественную работу в кратчайшие сроки.

Откуда берется шаровая молния и что она такое? Вопрос этот задают себе ученые много десятков лет подряд, и пока четкого ответа нет. Устойчивый плазменный шар, возникающий в результате мощного разряда высокой частоты. Другая гипотеза - микрометеориты из антивещества.

…Между веществом и антивеществом может возникнуть барьер с шаровой поверхностью. Мощное гамма-излучение будет раздувать этот шар изнутри, и препятствовать проникновению вещества к пришлому антивеществу, и тогда мы увидим светящийся пульсирующий шар, который будет парить над Землей. Эта точка зрения вроде бы получила подтверждение. Двое английских ученых методично досматривали небо при помощи детекторов гамма-излучения. И зарегистрировали четыре раза аномально высокий уровень гамма-излучения в ожидаемой области энергии.

Как образуется шаровая молния

Сколько надо метеоритов из антивещества, чтобы обеспечить частоту, с какой наблюдаются шаровые молнии? Оказалось, что для этого достаточно всего лишь одной стомиллиардной от общего количества метеоритного вещества, выпадающего на Землю. Таков результат этой неожиданной работы. Разумеется, объяснение ученых далеко не окончательно и требует проверки. Но имеет ли оно отношение к шаровой молнии?

Нет! - отвечает другой ученый и заявляет, что шаровая молния вообще не существует. Тот светящийся шар, который мы видим, - всего лишь иллюзия нашего зрения. В своей лаборатории он лампами-вспышками имитировал вспышки молний с той же частотой, с которой они обычно следуют во время грозы, и все присутствовавшие с удивлением «увидели», как странные светящиеся шары плавно летят по воздуху…

Гипотез много, но их роднит один, общий подход. Шаровая молния рассматривается как отдельное, изолированное нечто, живущее самостоятельно.

В конце позапрошлого века французский ученый Гастон Планте и русский ученый Н. А. Гезехус предложили и развили принципиальную идею о том, что шаровая молния - система, которая энергетически питается внешним источником. Они считали, что светящийся шар связан с облаками - невидимым столбом электризованного воздуха. Но развить и обосновать эту гипотезу тогда, в позапрошлом веке, они не могли, и она исчезла под грудой других, в которых шаровая молния рассматривалась как отдельный загадочный объект. И вот идеи, опередившие свой век, оживают на новой основе.

Как выглядит шаровая молния? Примерно так. Наверное, этот снимок получился случайно. Гроза, слепящие ветви молний, протянувшиеся к Земле. И шар, стремительно летящий вниз. Рывок, мгновенная остановка, шар мечется, потом снова рывок вниз, к Земле, опять остановка, хаотичное быстрое движение в стороны… Вот и Земля. И мощный взрыв - разряд. На фото он хорошо виден. Уникальная фотография, единственная в своем роде - полет шаровой молнии к Земле из облака.

Но у Земли шаровая молния может взорваться не сразу. Небольшой шар довольно часто любит сначала попутешествовать невысоко, вдоль поверхности, и здесь его движение тоже неспокойно. Стремительные рывки в стороны, вспышка, потом плавный, тихий полет, снова вспышка и метания… Но скорость у Земли намного меньше, чем при полете из черного неба. Теперь вспышки шаровой молнии почти не различишь. За время между ними шар едва успевает пройти половину своего радиуса. И вспышки сливаются вместе, в одно мерцание с частотой от 10 до 100 герц.

Вот шаровая молния опускается к самой Земле и, не коснувшись ее, отскакивает от чего-то невидимого, как спортсмен от батута. Прыгнув вверх, шаровая молния вновь опускается и снова отскакивает от батутного слоя. Так и скачет огненный шар над Землей, поражая воображение всех, кому его удается увидеть. Вот, оказавшись у мостков над рекой, он движется вдоль них, словно сказочный Колобок, убежавший от дедушки и бабушки. Бежит Колобок по мосткам и, как бы боясь упасть в воду и утонуть, движется не прямо, а вдоль искривленных мостков, следуя их поворотам. Колобок бежит, напевая свою любимую песенку почему-то шепотом: «Я от дедушки ушел, я от бабушки ушел…», а вдали слышно лишь «ш-ш-ш», и очевидцы ручаются только за то, что удалось расслышать шипящее звучание Колобка - шаровой молнии.

Колобок современный, он - радиолюбитель и свою песенку не только поет, но и передает по радио на длинных волнах. Включите приемник, и в диапазоне примерно от тысячи до 10 тысяч метров вы услышите те же шипящие позывные… «Я - Колобок…» с той же акустической частотой 10-100 герц, которые слышно и непосредственно ухом.

Сильный порыв ветра сдул наш электрический Колобок с мостков, и полетел он через реку и поле и оказался во дворе деревянного дома. Увидев бочонок с водой, забрался в него и… растекся над водой. Теперь он - не Колобок, а блин, но не он жарится, а сам жарит, вернее, варит. Вода в бочонке стала нагреваться, закипела. Завершив свой труд, выпарив всю воду. Колобок снова сжался в комок и полетел по двору, залетел через форточку в избу. Пролетел мимо электрической лампочки - она ярко вспыхнула и тут же перегорела. Покрутившись в комнате, он подлетел к окну и, проплавив себе в стекле маленькое отверстие, выскользнул наружу и полетел в лес. Там он на мгновение замер около большого дерева.» Маскарад окончен.

Из шаровой молнии выскакивает электрическая длинная искра, которая устремляется к ближайшей электропроводящей поверхности - влажной коре стоящего рядом дерева. Мощный взрыв оглушает все вокруг. В Колобке пробудилась грозная сила. Слабо светящаяся шаровая молния превратилась в могучую линейную молнию, расщепившую ствол векового , и напомнила людям о необузданных силах природы, бушующих во время грозы.

Шаровая молния - свидетельство нашего весьма неважного знания такого, казалось бы, обыденного и уже изученного явления, как электричество. Ни одна из выдвинутых ранее гипотез пока не объяснила всех ее причуд. То, что предлагается в этой статье, может быть, даже и не гипотеза, а лишь попытка описать явление физическим способом, не прибегая к экзотике, вроде антиматерии. Первое и основное предположение: шаровая молния - это разряд обычной молнии, не достигший Земли. Точнее: шаровая и линейная молнии - это один процесс, но в двух различных режимах - быстром и медленном.

При переходе с медленного режима на быстрый процесс становится взрывным - шаровая молния переходит в линейную. Возможен и обратный переход линейной молнии в шаровую; каким-то таинственным, а может быть, случайным образом этот переход сумел осуществить талантливый физик Рихман, современник и друг Ломоносова. За свою удачу он заплатил жизнью: полученная им шаровая молния убила своего создателя.

Шаровая молния и невидимая атмосферная зарядовая трасса, связывающая ее с облаком, находятся в особом состоянии «эльмы». Эльма в отличие от плазмы - низкотемпературный электризованный воздух - устойчива, остывает и растекается очень медленно. Это объясняется свойствами пограничного слоя между эльмой и обычным воздухом. Здесь заряды существуют в виде отрицательных ионов, громоздких и малоподвижных. Расчеты показывают, что растекаются эльмы за целых 6,5 минуты, а пополняются они регулярно через каждую тридцатую долю секунды. Именно через такой интервал времени проходит электромагнитный импульс в трассе разряда, пополняющий энергией Колобок.

Поэтому длительность существования шаровой молнии в принципе неограниченна. Процесс должен прекратиться только тогда, когда будет исчерпан заряд облака, точнее, тот «эффективный заряд», который облако в состоянии передать трассе. Именно так и можно объяснить фантастическую энергию и относительную устойчивость шаровой молнии: она существует за счет притока энергии извне. Так фантомы в фантастическом романе Лема «Солярис», обладая материальностью обычных людей и невероятной силой, могли существовать лишь при поступлении колоссальной энергии из живого Океана.

Электрическое поле в шаровой молнии по величине близко к уровню пробоя в диэлектрике, имя которому воздух. В таком поле возбуждаются оптические уровни атомов, вот почему шаровая молния светится. По идее, более частыми должны быть слабые, несветящиеся, а значит, и невидимые шаровые молнии.

Процесс в атмосфере развивается в режиме шаровой или линейной молнии в зависимости от конкретных условий в трассе. Ничего невероятного, редкого в этой двойственности нет. Вспомним обычное горение. Оно возможно в режиме медленного распространения пламени, что не исключает и режима быстро движущейся детонационной волны.

Из чего состоит шаровая молния

…Молния спускается с неба. Еще не ясно, какой ей быть, шаровой или обычной. Она жадно высасывает заряд из облака, соответственно уменьшается поле в трассе. Если до попадания в Землю поле в трассе упадет ниже критической величины, процесс перейдет в режим шаровой молнии, трасса станет невидимой, и мы заметим, что на Землю опускается шаровая молния.

Внешнее поле при этом много меньше собственного поля шаровой молнии и не влияет на ее движение. Именно поэтому яркая молния движется хаотично. Между вспышками шаровая молния светится слабее, ее заряд мал. Движение направляется теперь внешним полем и поэтому прямолинейно. Шаровая молния может переноситься ветром. И ясно почему. Ведь отрицательные ионы, из которых она состоит, это те же молекулы воздуха, только с прилипшими к ним электронами.

Просто объясняется отскакивание шаровой молнии от околоземного «батутного» слоя воздуха. Когда шаровая молния приближается к Земле, она индуцирует в почве заряд, начинает выделять много энергии, разогревается, расширяется и быстро поднимается под действием архимедовой силы.

Шаровая молния плюс поверхность Земли образуют электрический конденсатор. Известно, что конденсатор и диэлектрик взаимно притягиваются. Поэтому шаровая молния стремится расположиться над диэлектрическими телами, а значит, предпочитает находиться над деревянными мостками, либо над бочонком с водой. Связанное с шаровой молнией длинноволновое радиоизлучение создается всей трассой шаровой молнии.

Шипение шаровой молнии вызвано вспышками электромагнитной активности. Эти вспышки следуют с частотой около 30 герц. Порог слышимости человеческого уха - 16 герц.

Шаровая молния окружена собственным электромагнитным полем. Пролетая мимо электрической лампочки, она может индуктивно нагреть и пережечь ее спираль. Попав в проводку осветительной, радиотрансляционной или телефонной сети, она замыкает всю свою трассу на эту сеть. Поэтому во время грозы сети желательно держать заземленными, скажем, через разрядные промежутки.

Шаровая молния, «распластавшись» над бочонком с водой, вместе с зарядами, индуцированными в земле, составляет конденсатор с диэлектриком. Обычная вода - диэлектрик не идеальный, она обладает значительной электропроводностью. Внутри такого конденсатора начинает течь ток. Вода нагревается джоулевым теплом. Хорошо известен «опыт с бочонком», когда шаровая молния нагрела до кипения около 18 литров воды. По теоретической оценке, средняя мощность шаровой молнии при ее свободном парении в воздухе равна примерно 3 киловаттам.

В исключительных случаях, например в искусственных условиях, внутри шаровой молнии может возникать электрический пробой. И тогда в ней появляется плазма! Энергии при этом выделяется очень много, искусственная шаровая молния может светить ярче Солнца. Но обычно мощность шаровых молний сравнительно невелика - она находится в состоянии эльмы. По-видимому, переход искусственной шаровой молнии из состояния эльмы в состояние плазмы в принципе возможен.

Искусственная шаровая молния

Зная природу электрического Колобка, можно заставить его работать. Искусственная шаровая молния может сильно превзойти по мощности природную. Прочертив в атмосфере сфокусированным лазерным лучом ионизованный след вдоль заданной траектории, мы сможем направить шаровую молнию куда надо. Изменим теперь питающее напряжение, переведем шаровую молнию в режим линейной. Гигантские искры послушно устремятся по выбранной нами траектории, дробя скалы, валя деревья.

Над аэродромом - гроза. Аэровокзал парализован: запрещена посадка и взлет самолетов… Но вот на пульте управления грозорассеивающей системой нажата пусковая кнопка. С башни вблизи аэродрома к облакам взметнулась огненная стрела. Это поднявшаяся над башней искусственная управляемая шаровая молния перешла на режим линейной молнии и, устремившись в грозовую тучу, вошла в нее. Трасса молнии соединила тучу с Землей, и электрический заряд тучи разрядился на Землю. Процесс может быть повторен несколько раз. Грозы больше не будет, облака разрядились. Самолеты могут снова садиться и взлетать.

В Заполярье можно будет зажечь искусственное . С двухсотметровой башни поднимается вверх трехсотметровая зарядовая трасса искусственной шаровой молнии. Шаровая молния включается на плазменный режим и светит ярко с полукилометровой высоты над городом.

Для хорошей освещенности в круге радиусом 5 километров достаточно шаровой молнии, излучающей мощность в несколько сот мегаватт. В искусственном плазменном режиме такая мощность - разрешимая проблема.

Электрический Колобок, столько лет уклонявшийся от близкого знакомства с учеными, не уйдет: рано или поздно его приручат, и он научится приносить людям пользу.

Шарова́я мо́лния - редкое природное явление, выглядящее как светящееся и плавающее в воздухе образование. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено, также существуют научные теории, которые сводят феномен к галлюцинациям . Существует множество гипотез , объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания в академической среде. В лабораторных условиях похожие, но кратковременные, явления удалось получить несколькими разными способами, так что вопрос о природе шаровой молнии остаётся открытым. По состоянию на начало XXI века , не было создано ни одной опытной установки, на которой это природное явление искусственно воспроизводилось бы в соответствии с описаниями очевидцев наблюдения шаровой молнии.

Широко распространено мнение, что шаровая молния - явление электрического происхождения, естественной природы, то есть представляет собой особого вида молнию , существующую продолжительное время и имеющую форму шара, способного перемещаться по непредсказуемой, иногда удивительной для очевидцев траектории.

Традиционно достоверность многих свидетельств очевидцев шаровой молнии остаётся под сомнением, в том числе:

• сам факт наблюдения хоть какого-то явления;
• факт наблюдения именно шаровой молнии, а не какого-то другого явления;
• отдельные подробности явления, приводимые в свидетельстве очевидца.

Сомнения в достоверности многих свидетельств осложняют изучение явления, а также создают почву для появления разных спекулятивно-сенсационных материалов, якобы связанных с этим явлением.

По свидетельствам очевидцев, шаровая молния обычно появляется в грозовую , штормовую погоду; зачастую (но не обязательно) наряду с обычными молниями. Чаще всего она как бы «выходит» из проводника или порождается обычными молниями, иногда спускается с облаков, в редких случаях - неожиданно появляется в воздухе или, как сообщают очевидцы, может выйти из какого-либо предмета (дерево, столб) .

В связи с тем, что появление шаровой молнии как природного явления происходит редко, а попытки искусственно воспроизвести его в масштабах природного явления не удаются, основным материалом для изучения шаровых молний являются свидетельства неподготовленных к проведению наблюдений случайных очевидцев. В некоторых случаях очевидцы-современники произвели фото- и/или видеосъёмку явления. Но при этом низкое качество этих материалов не позволяет использовать их в научных целях.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Что Такое Шаровая Молния?

✪ Science show. Выпуск 21. Шаровая молния

✪ Шаровая молния / Спрайты, эльфы, джеты / Грозовые явления

✪ Шаровая молния - уникальная съемка

✪ ✅Ловим молнии воздушным змеем! Эксперименты с грозой

Субтитры

Явление и наука

Вплоть до 2010 года вопрос существования шаровых молний был принципиально опровержимым . Вследствие этого, а также под давлением наличия множества очевидцев, в научных изданиях было невозможно отрицать существование шаровых молний.

Так, в предисловии к бюллетеню Комиссии РАН по борьбе со лженаукой «В защиту науки», № 5, 2009 использовались формулировки:

Конечно, в шаровой молнии до сих пор много неясного: не желает она залетать в лаборатории ученых, оснащенные подобающими приборами .

Теория происхождения шаровой молнии, отвечающая критерию Поппера , была разработана в 2010 году австрийскими учёными Джозефом Пиром (Joseph Peer) и Александром Кендлем (Alexander Kendl) из Университета Инсбрука . Они опубликовали в научном журнале Physics Letters A предположение, что свидетельства о шаровых молниях можно понимать как проявление фосфенов - зрительных ощущений без воздействия на глаз света, то есть шаровые молнии являются галлюцинациями .

Их расчёты показывают, что магнитные поля определённых 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.

Данное приборное наблюдение, вероятно, означает, что гипотеза фосфенов не является исчерпывающей.

История наблюдений

Большой вклад в работу по наблюдению и описанию шаровой молнии внёс советский учёный И. П. Стаханов , который вместе с С. Л. Лопатниковым в журнале «Знание - сила » в 1970-х годах опубликовал статью о шаровых молниях. В конце этой статьи он приложил анкету и попросил очевидцев прислать ему свои подробные воспоминания этого явления. В результате он накопил обширную статистику - более тысячи случаев, что позволило ему обобщить некоторые свойства шаровой молнии и предложить свою теоретическую модель шаровой молнии.

Исторические свидетельства

Гроза в Уидеком-ин-те-Мур

21 октября 1638 года молния появилась во время грозы в церкви деревушки Уидеком-ин-те-Мур графства Девон в Англии. Очевидцы рассказывали, что в церковь влетел огромный огненный шар порядка двух с половиной метров в поперечнике. Он выбил из стен церкви несколько больших камней и деревянных балок. Затем шар, якобы, сломал скамейки, разбил много окон и наполнил помещение густым тёмным дымом с запахом серы. Потом он разделился пополам; первый шар вылетел наружу, разбив ещё одно окно, второй исчез где-то внутри церкви. В результате 4 человека погибло, 60 получили ранения. Явление объясняли «пришествием дьявола», или «адским пламенем» и обвинили во всём двух людей, которые осмелились играть в карты во время проповеди.

Случай на борту «Монтаг»

О внушительных размерах молнии сообщается со слов корабельного доктора Грегори в 1749 году. Адмирал Чемберс на борту «Монтаг» около полудня поднялся на палубу замерить координаты судна. Он заметил довольно большой голубой огненный шар на расстоянии около трёх миль. Незамедлительно был отдан приказ спустить топсели, но шар двигался очень быстро, и прежде чем удалось сменить курс, он взлетел практически вертикально и находясь не выше сорока-пятидесяти ярдов над оснасткой, исчез с мощным взрывом, который описывается, как одновременный залп тысячи орудий. Верхушка грот-мачты была уничтожена. Пятерых человек сбило с ног, один из них получил множество ушибов. Шар оставил после себя сильный запах серы; перед взрывом его величина достигала размеров мельничного жернова.

Смерть Георга Рихмана Случай с кораблём «Уоррен Хастингс»

Одно британское издание сообщало о том, что в 1809 году 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.

Описание в книге Вильфрида де Фонвьюэля «Молния и свечение»

Книга французского автора сообщает о примерно 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 года 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. Животное не было знакомо с чудесами грома и молнии, поэтому осмелилось запахнуть самым непристойным и неподобающим образом. Двигаются 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.»

Ремарка в литературе 1864 года

В издании «A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar» 1864 года Эбенезер Кобэм Брюер рассуждает о «шарообразной молнии». В его описании молния предстаёт как медленно движущийся огненный шар из взрывоопасного газа, который иногда спускается к земле и движется вдоль её поверхности. Также отмечается, что шары могут делиться на шары меньшего размера и взрываться «подобно пушечному выстрелу».

Другие свидетельства

• В серии детских книг писательницы Лауры Ингаллс Уайлдер есть отсылка к шаровой молнии. Хотя истории в книгах считаются вымышленными, автор настаивает на том, что они действительно происходили в её жизни. Согласно такому описанию, зимой во время метели у чугунной печи появилось три шара. Они возникли у печной трубы, затем покатились по полу и исчезли. При этом за ними гналась с метлой Каролина Ингаллс - мать писательницы.
• 30 апреля 1877 года шаровая молния влетела в центральный храм Амритсара (Индия) - Хармандир Сахиб. Явление наблюдало несколько человек, пока шар не покинул помещение через переднюю дверь. Этот случай запечатлён на воротах Даршани Деоди.
• 22 ноября 1894 года в городе Голден, штат Колорадо (США), появилась шаровая молния, которая просуществовала неожиданно долго. Как сообщала газета «Голден Глоб»: «В ночь на понедельник в городе можно было наблюдать красивое и странное явление. Поднялся сильный ветер и воздух, казалось, был наполнен электричеством. Те, кто той ночью оказался рядом со школой, могли наблюдать, как огненные шары летали друг за другом в течение получаса. В этом здании находятся электрические и динамо-машины производства, возможно, лучшего завода во всём штате. Вероятно, в минувший понедельник к узникам динамо-машин прибыла делегация прямо из облаков. Определённо, этот визит удался на славу, равно как и та неистовая игра, которую они вместе затеяли».
• В июле 1907 года на западном побережье Австралии в маяк на мысе Кабо-Натуралист ударила шаровая молния. Смотритель маяка Патрик Бэйрд лишился сознания, а явление описала его дочь Этель.

Современные свидетельства

Подводники многократно и последовательно сообщали о маленьких шаровых молниях, возникающих в замкнутом пространстве подводной лодки. Они появлялись при включении, выключении, или неверном включении батареи аккумуляторов , либо в случае отключения, или неверного подключения высокоиндуктивных электромоторов. Попытки воспроизвести явление, используя запасную батарею подводной лодки, оканчивались неудачами и взрывом.

• 6 августа 1944 года в шведском городе Уппсала шаровая молния прошла сквозь закрытое окно, оставив за собой круглую дырку около 5 см в диаметре. Явление не только наблюдали местные жители, но и также сработала система слежения за разрядами молнии Уппсальского университета , которая находится на отделении изучения электричества и молнии.
• В 1954 году физик Тар Домокош (Domokos Tar) наблюдал молнию в сильную грозу. Он описал увиденное достаточно подробно: «Это произошло тёплым летним днём на острове Маргарет на Дунае . Было где-то 25-27 градусов по Цельсию, небо быстро затянуло облаками, и приближалась сильная гроза. Вдалеке слышался гром. Поднялся ветер, начался дождь. Фронт грозы надвигался очень быстро. Поблизости не было ничего, где можно было бы укрыться, рядом только находился одинокий куст (высотой около 2 м), который гнуло ветром к земле. Влажность поднялась почти до 100 % из-за дождя. Вдруг прямо передо мной (приблизительно в 50 метрах) в землю ударила молния (на расстоянии в 2,5 м от куста). Такого грохота я никогда в своей жизни не слышал. 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 красноватых завитка или хвостика, которые выходили направо назад (на север), но не такие яркие как сама сфера. Они влились в шар спустя доли секунды (~0,3 с). Сам шар медленно и с постоянной скоростью двигался по горизонтали по той же линии от куста. Его цвета были чёткими, а 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 моментально исчез, причём совершенно беззвучно, хотя из-за шума грозы я мог и не расслышать». Сам автор предполагает, что разность температур внутри и вне канала обычной молнии с помощью порыва ветра сформировала некое вихревое кольцо , из которого потом образовалась наблюдаемая шаровая молния .
• 17 августа 1978 года группа из пяти советских альпинистов (Кавуненко, Башкиров , Зыбин, Копров, Коровкин) спускалась с вершины горы Трапеция и остановилась на ночлег на высоте 3900 метров. По свидетельству мастера спорта международного класса по альпинизму В. Кавуненко, в закрытой палатке появилась шаровая молния ярко-жёлтого цвета размером с теннисный мяч, которая продолжительное время хаотично перемещалась от тела к телу, издавая треск. Один из спортсменов, Олег Коровкин, погиб на месте от контакта молнии с областью солнечного сплетения , остальные смогли вызвать помощь и были доставлены в городскую больницу Пятигорска с большим количеством ожогов 4-й степени необъяснимого происхождения. Случай был описан Валентином Аккуратовым в статье «Встреча с огненным шаром» в январском выпуске журнала «Техника-Молодежи» за 1982 год.
• В 2008 году в Казани шаровая молния залетела в окно троллейбуса . Кондуктор с помощью валидатора 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, валидатор нагрелся и побелел, но остался в рабочем состоянии.
• 10 июля 2011 года в чешском городе Либерец шаровая молния появилась в диспетчерском здании городских аварийных служб. Шар с двухметровым хвостом подпрыгнул к потолку прямо из окна, упал на пол, снова подпрыгнул к потолку, пролетел 2-3 метра, а затем упал на пол и исчез. Это испугало сотрудников, которые почувствовали запах горелой проводки, и посчитали, что начался пожар. Все компьютеры зависли (но не сломались), коммуникационное оборудование выбыло из строя на ночь , пока его не починили. Кроме того, был уничтожен один монитор .
• 4 августа 2012 года 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 изданию хозяйка дома 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.

Искусственное воспроизведение явления

Обзор подходов для искусственного воспроизведения

Поскольку в появлении шаровых молний прослеживается явная связь с другими проявлениями атмосферного электричества (например, обычной молнией), то большинство опытов проводилось по следующей схеме: создавался газовый разряд (о свечении газовых разрядов широко известно), и затем искались условия, когда светящийся разряд мог бы существовать в виде сферического тела. Но у исследователей возникают только кратковременные газовые разряды сферической формы, живущие максимум несколько секунд, что не соответствует свидетельствам очевидцев природной шаровой молнии. А. М. Хазен выдвинул идею генератора шаровых молний, состоящего из антенны передатчика СВЧ, длинного проводника и импульсного генератора высокого напряжения .

Список заявлений

Было сделано несколько заявлений о получении шаровой молнии в лабораториях, но в основном к этим заявлениям сложилось скептическое отношение в академической среде. Остаётся открытым вопрос: «Действительно ли наблюдаемые в лабораторных условиях явления тождественны природному явлению шаровой молнии»?

Попытки теоретического объяснения

В наш век, когда физики знают, что происходило в первые секунды существования Вселенной, и что творится в ещё не открытых чёрных дырах, все же приходится с удивлением признать, что основные стихии древности - воздух и вода - всё ещё остаются загадкой для нас.

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 [ ] .

Экспериментальная проверка существующих теорий затруднена. Даже если считать только предположения, опубликованные в серьёзных научных журналах, то количество теоретических моделей, которые с разной степенью успеха описывают явление и отвечают на эти вопросы, довольно велико.

Классификация теорий

• По признаку места энергетического источника, поддерживающего существование шаровой молнии, теории можно разделить на два класса:
  • предполагающие внешний источник;
  • предполагающие нахождение источника внутри шаровой молнии.

Обзор существующих теорий

• Гипотеза Курдюмова С. П. о существовании локализованных диссипативных структур в неравновесных средах: «…Самые простейшие проявления процессов локализации в нелинейных средах - вихри… Они имеют определенные размеры, время существования, могут самопроизвольно зарождаться при обтекании тел, возникать и исчезать в жидкостях и газах в режимах перемежаемости, близких к турбулентному состоянию. Примером могут служить солитоны, возникающие в различных нелинейных средах. Ещё сложнее (с точки зрения определенных математических подходов) - диссипативные структуры… на определенных участках среды может иметь место локализация процессов в виде солитонов, автоволн, диссипативных структур… важно выделить… локализацию процессов на среде в виде структур, имеющих определенную форму, архитектуру».
• Гипотеза Капицы П. Л . о резонансной природе шаровой молнии во внешнем поле: 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. («… При достаточном напряжении электрического поля должны возникнуть условия для безэлектродного пробоя, который путём ионизационного резонансного поглощения плазмой должен развиться в светящийся шар с диаметром, равным примерно четверти длины волны» ).
• Гипотеза Широносова В. Г.: предложена самосогласованная резонансная модель шаровой молнии на основе работ и гипотез: Курдюмова С. П. (о существовании локализованных диссипативных структур в неравновесных средах); Капицы П. Л. (о резонансной природе шаровой молнии во внешнем поле). Резонансная модель шаровой молнии П. Л. Капицы наиболее логично объяснив многое, не объяснила главного - причин возникновения и длительного существования интенсивных коротковолновых электромагнитных колебаний во время грозы. Согласно выдвинутой теории внутри шаровой молнии, помимо предполагаемых П. Л. Капицей коротковолновых электромагнитных колебаний, существуют дополнительные значительные магнитные поля в десятки мегаэрстед . В первом приближении, шаровую молнию можно рассматривать как самоустойчивую плазму - «удерживающую» саму себя в собственных резонансных переменных и постоянных магнитных полях. Резонансная самосогласованная модель шаровой молнии, позволила объяснить не только её многочисленные загадки и особенности качественно и количественно, но и в частности наметить путь экспериментального получения шаровой молнии и аналогичных самоустойчивых плазменных резонансных образований, управляемых электромагнитными полями. Любопытно заметить, что температура такой самоудерживающейся плазмы в понимании хаотического движения будет «близка» к нулю из-за строго упорядоченного синхронного движения заряженных частиц. Соответственно время жизни такой шаровой молнии (резонансной системы) велико и пропорционально её добротности.
• Принципиально другая гипотеза Смирнова Б. М., занимавшегося проблемой шаровой молнии много лет. В его теории ядро шаровой молнии - это переплетённая ячеистая структура, нечто вроде аэрогеля , которая обеспечивает прочный каркас при малом весе. Только нити каркаса - это нити плазмы, а не твёрдого тела. И энергетический запас шаровой молнии целиком скрывается в огромной поверхностной энергии такой микропористой структуры. Термодинамические расчёты на основе этой модели, в принципе, не противоречат наблюдаемым данным.
• Ещё одна теория объясняет всю совокупность наблюдаемых явлений термохимическими эффектами, происходящими в насыщенном водяном паре в присутствии сильного электрического поля. Энергетика шаровой молнии здесь определяется теплотой химических реакций с участием молекул воды и их ионов . Автор теории уверен, что она даёт чёткий ответ на загадку шаровой молнии.
• Следующая теория предполагает, что шаровая молния - это тяжёлые положительные и отрицательные ионы воздуха, образовавшиеся при ударе обычной молнии, рекомбинации которых мешает их гидролиз. Под действием электрических сил они собираются в шар и могут довольно долго сосуществовать до тех пор, пока не разрушится их водяная «шуба». Это объясняет ещё и тот факт, как различный цвет шаровой молнии и его прямая зависимость от времени существования самой шаровой молнии - скорости разрушения водяных «шуб» и начало процесса лавинной рекомбинации.
• Согласно ещё одной теории, шаровая молния - это ридберговское вещество [ ] . Группа L.Holmlid. занимается приготовлением ридберговского вещества в лабораторных условиях пока отнюдь не с целью производства шаровых молний, а в основном с целью получения мощных электронных и ионных потоков, используя то, что работа выхода ридберговского вещества очень мала, несколько десятых электронвольта . Предположение, что шаровая молния является ридберговским веществом, описывает гораздо больше её наблюдаемых свойств, от способности возникать при разных условиях, состоять из разных атомов, и до способности проходить сквозь стены и восстанавливать шарообразную форму. Конденсатом ридберговского вещества пытаются также объяснить плазмоиды, получаемые в жидком азоте . Использовалась модель шаровой молнии, основанная на пространственных ленгмюровских солитонах в плазме с двухатомными ионами .
• Неожиданный подход к объяснению природы шаровой молнии предлагается в течение последних шести лет Торчигиным В. П., согласно которым шаровая молния является некогерентным оптическим пространственным солитоном , кривизна которого отлична от нуля. В переводе на более доступный язык шаровая молния представляет собой тонкий слой сильно сжатого воздуха, в котором по всевозможным направлениям циркулирует обычный интенсивный белый свет. Этот свет за счёт создаваемого им электрострикционного давления обеспечивает сжатие воздуха. В свою очередь, сжатый воздух выступает в качестве световода , который препятствует излучению света в свободное пространство [ ] . Можно сказать, что шаровая молния - это самоограниченный интенсивный свет или световой пузырь, возникший из обычной линейной молнии [ ] . Как и обычный световой луч, световой пузырь в земной атмосфере смещается в направлении показателя преломления воздуха, в котором он находится.
• Что касается попыток лабораторного воспроизведения шаровых молний, то Науер в 1953 и 1956 годах сообщал о получении светящихся объектов, наблюдаемые свойства которых полностью совпадают со свойствами световых пузырей. Свойства световых пузырей можно получить теоретически на основе общепринятых физических законов. Наблюдаемые Науером объекты не подвержены действию электрических и магнитных полей, излучают свет со своей поверхности, они могут обходить препятствия и сохраняют целостность после проникновения через небольшие отверстия. Науер предполагал, что природа этих объектов никак не связана с электричеством. Относительно малое время жизни таких объектов (несколько секунд) объясняется малой запасённой энергией из-за слабой мощности используемого электрического разряда. При увеличении запасённой энергии увеличивается степень сжатия воздуха в оболочке светового пузыря, что ведёт к улучшению способности световода ограничивать циркулирующий в нём свет и к соответствующему увеличению времени жизни светового пузыря. Работы Науера представляют собой уникальный [ ] случай, когда экспериментальное подтверждение теории появилось на 50 лет раньше самой теории.
• В работах М. Дворникова была разработана модель шаровой молнии, основанная на сферически симметричных нелинейных осцилляциях заряженных частиц в плазме. Данные осцилляции были рассмотрены в рамках классической и квантовой механики . Обнаружено, что наиболее интенсивные осцилляции плазмы происходят в центральных областях шаровой молнии. Высказано предположение , что в шаровой молнии могут возникать связанные состояния радиально осциллирующих заряженных частиц с противоположно ориентированными спинами - аналог куперовских пар, что в свою очередь может приводить к возникновению сверхпроводящей фазы внутри шаровой молнии. Ранее идея о сверхпроводимости в шаровой молнии высказывалась в работах . Также, в рамках предложенной модели исследована возможность возникновения шаровой молнии с составным ядром .
• Австрийские учёные из Университета Инсбрука Йозеф Пеер и Александр Кендль в своей работе, опубликованной в научном журнале Physics Letters A , описали воздействие магнитных полей, возникающих при разряде молнии, на головной мозг человека. По их словам, в зрительных центрах коры головного мозга возникают так называемые фосфены - зрительные образы, которые появляются у человека при воздействии на мозг или зрительный нерв сильных электромагнитных полей. Учёные сравнивают такое воздействие с транскраниальной магнитной стимуляцией (ТМС), когда на кору головного мозга направляются магнитные импульсы, провоцируя появление фосфенов . ТМС часто применяется в качестве диагностической процедуры в амбулаторных условиях. Таким образом, считают физики, когда человеку кажется, что перед ним шаровая молния, на самом деле это - фосфены . «Когда кто-то находится в радиусе нескольких сотен метров от удара молнии, в глазах на несколько секунд может возникнуть белое пятно, - объясняет Кендль. - Это происходит под воздействием на кору головного мозга электромагнитного импульса». Правда, эта теория не объясняет того, как шаровые молнии удаётся заснять на видео.
• Российский математик М. И. Зеликин предложил объяснение феномена шаровой молнии, основанное на пока не подтверждённой гипотезе о сверхпроводимости плазмы . [ ]
• В работе А. М. Хазена разработана модель шаровой молнии как стационарно существующего в электрическом поле грозы плазменного сгустка с неоднородной диэлектрической проницаемостью. Электрический потенциал описывается уравнением типа уравнения Шрёдингера .

В художественной литературе

См. также

Примечания

1. Белые пятна науки Top-10 «Популярная механика» № 11, 2013 Шаровая молния
2. admin . Шаровая молния - чудо природы  - Новости про космоc (рус.) , Новости про космоc (10 апреля 2017). Дата обращения 10 апреля 2017.
3. Cen, Jianyong; Yuan, Ping; Xue, Simin (17 January 2014). «Observation of the Optical and Spectral Characteristics of Ball Lightning». Physical Review Letters (American Physical Society) 112 (035001)
4. Напор лженауки не ослабевает // Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований
5. Physics Letters A, Volume 347, Issue 29, pp. 2932-2935 (2010). Erratum and addendum: Physics Letters A, Volume 347, Issue 47, pp. 4797-4799 (2010)
6. Таинственная шаровая молния: Иллюзия или реальность
7. Игорь Иванов. Впервые получен спектр свечения шаровой молнии (неопр.) . Элементы.ру (20 января 2014). Дата обращения 21 января 2014. Архивировано 21 января 2014 года.
8. Observation of the Optical and Spectral Characteristics of Ball Lightning (англ.) . Physical Review Letters .
9. И. Стаханов «Физик, который знал о шаровой молнии больше всех»
10. Klotblixten - naturens olösta gåta (неопр.) . www.hvi.uu.se. Дата обращения 18 августа 2016.
11. Observation of Lightning Ball (Ball Lightning): A new phenomenological description of the phenomenon
12. Валентин Аккуратов Встреча с огненным шаром
13. Кондуктор из Казани спасла пассажиров троллейбуса, в который влетела шаровая молния ОРТ
14. Kulový blesk přehodil dispečink liberecké záchranky na manuál (неопр.) . iDNES.cz (10 июля 2011). Дата обращения 29 июля 2016.
15. Шаровая молния напугала сельчанку в Брестской области - Новости Происшествий. Новости@Mail.ru
16. , с. 109.
17. К. Л. Корум, Дж. Ф. Корум «Эксперименты по созданию шаровой молнии при помощи высокочастотного разряда и электрохимические фрактальные кластеры»//УФН, 1990, т.160, вып.4.
18. А. И. Егорова, С. И. Степанова и Г. Д. Шабанова, Демонстрация шаровой молнии в лаборатории , УФН, т.174, вып.1, стр.107-109, (2004)
19. Barry J.D. Ball Lightning and Bead Lightning. N.-Y.: Plenum Press, 1980 164-171
20. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Синергетическое мировидение. Глава V.. - Серия "Синергетика: от прошлого к будущему". Изд.2, испр. и доп. 2005. 240 с.. - 2005. - 240 с.
21. П. Л. Капица О природе шаровой молнии ДАН СССР 1955. Том 101, № 2, стр. 245-248.
22. Капица П. Л. О природе шаровой молнии // Эксперимент. Теория. Практика. - М.: Наука, 1981. - С. 65-71.
23. В. Г. Широносов Физическая природа шаровой молнии Тезисы докладов 4-й Российской Университетско-Академической Научно-практической конференции, ч.7. Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1999, с. 58
24. B.M.Smirnov, Physics Reports, 224 (1993) 151 , Смирнов Б. М. Физика шаровой молнии // УФН, 1990, т.160. вып.4. стр.1-45
25. D.J.Turner, Physics Reports 293 (1998) 1
26. Э. А. Маныкин, М. И. Ожован, П. П. Полуэктов. Конденсированное ридберговское вещество. Природа, № 1 (1025), 22-30 (2001). http://www.fidel-kastro.ru/nature/vivovoco.nns.ru/VV/JOURNAL/NATURE/01_01/RIDBERG.HTM
27. M.I. Ojovan. Rydberg Matter Clusters: Theory of Interaction and Sorption Properties. J. Clust. Sci., 23 (1), 35-46 (2012). doi:10.1007/s10876.011.0410.6
28. А. И. Климов, Д. М. Мельниченко, Н. Н. Суковаткин «ДОЛГОЖИВУЩИЕ ЭНЕРГОЕМКИЕ ВОЗБУЖДЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ И ПЛАЗМОИДЫ В ЖИДКОМ АЗОТЕ»

Шаровая молния - явление удивительное и до сих пор не понятое, несмотря на потенциальную практическую значимость (слышали что-нибудь о стабильной плазме?). Ее пытаются создавать экспериментально и строят теории, но ценным источником информации остаются рассказы очевидцев.

Совсем немного истории

Шаровая молния как явление, связанное с грозой, известна с античных времен. Первую дошедшую до нас гипотезу о ее происхождении высказал один из создателей так называемой лейденской банки, первого конденсатора, накопителя электрической энергии, - Питер ван Мушенбрук (1692–1761). Он предположил, что это сгустившиеся в верхних слоях атмосферы болотные газы, которые воспламеняются, спускаясь в нижние.

В 1851 году появилась первая книга, целиком ей посвященная, - автором был один из крупнейших французских физиков, почетный член Петербургской академии наук Франсуа Араго. Он назвал ее «самым необъяснимым физическим явлением», и сделанный им обзор свойств и представлений о ее природе инициировал появление потока теоретических и экспериментальных исследований этой формы грозового электричества.

До пятидесятых годов XX века шаровая молния (ШМ) привлекала к себе внимание лишь как непонятный геофизический феномен, о ней писали статьи и книги, но исследования носили в основном феноменологический характер. Однако когда развернулись работы в области физики плазмы и ее многочисленных технических и технологических приложений, тема приобрела прагматический оттенок. Стабилизация плазмы всегда была для физики важной задачей, а ШМ, объект, вроде бы, плазменной природы, автономно существует и интенсивно светится десятки секунд. Потому с историей ее исследований связаны имена многих известных ученых, занимавшихся физикой плазмы. Например, один из основателей советской физики Петр Леонидович Капица (1894–1984) опубликовал статью «О природе шаровой молнии» (1955), в которой предложил идею о внешней подпитке энергией, и в последующие годы ее развивал, видя в шаровой молнии прообраз управляемого термоядерного реактора.

Библиография по ШМ к настоящему времени насчитывает более двух тысяч научных статей, только за последние сорок лет вышло около двух десятков книг и подробных обзоров. Начиная с 1986 года в России и за рубежом регулярно проводятся симпозиумы, семинары и конференции, посвященные ШМ, по этой теме в РФ защищено несколько кандидатских диссертаций и одна докторская. Ей посвящены тысячи экспериментальных и теоретических исследований, она попала даже в школьные учебники. Объем накопленных феноменологических сведений весьма велик, но понимания строения и происхождения по-прежнему нет. Она уверенно лидирует в списке малоизученных, непонятных, таинственных и опасных явлений природы.

Усредненный портрет

Опубликованные книги содержат различной строгости и глубины обзоры теоретических и экспериментальных исследований ШМ, причем сами данные приводятся чаще всего в усредненном виде. Научная литература содержит множество таких «усредненных портретов», на основе которых появляются новые теоретические модели и новые варианты старых теоретических моделей. Но эти портреты далеки от оригиналов. Характерная черта ШМ - значительный разброс параметров, более того, их изменчивость в ходе существования феномена.

Вот почему любые попытки теоретического и экспериментального моделирования на основе перечней свойств «средней» ШМ обречены на неудачу. При существующем положении дел большинство авторов моделирует просто нечто сферическое, светящееся и долго существующее. Между тем, по сообщениям наблюдателей, яркость варьирует от тусклой до ослепительной, цвет ее может быть любым, также изменяется и цвет ее полупрозрачной оболочки, о которой иногда сообщают респонденты. Скорость движения меняется от сантиметров до десятков метров в секунду, размеры от миллиметров до метра, время существования - от единиц секунд до сотни. Когда речь заходит о тепловых свойствах, оказывается, что иногда она касается людей, не вызывая ожогов, а в некоторых случаях зажигает стог сена под проливным дождем. Электрические свойства столь же причудливы: она может убить животное или человека, коснувшись его, или заставить светиться выключенную электролампочку, а может вообще не проявлять электрических свойств. Причем свойства ШМ с заметной вероятностью меняются в процессе ее существования. По результатам обработки 2080 описаний, с вероятностью 2–3% изменяются яркость и цвет, примерно в 5% случаев - размер, в 6–7% - форма и скорость движения.

В этой статье представлена короткая подборка описаний поведения ШМ в естественных условиях, акцентирующих внимание на тех ее свойствах, которые не вошли в усредненные портреты.

Оранжевая, лимонная, зеленая, голубая...

Наблюдатель Тараненко П. И., 1981 год:
«...светящийся шарик, выплывающий из гнезда розетки. За время порядка двух-трех секунд он проплыл немного в плоскости гнезд розетки, удалившись от стены примерно на один сантиметр, затем вернулся и пропал во втором гнезде розетки. В начальной фазе, при выходе из гнезда, шар имел густо-оранжевый цвет, когда же он полностью сформировался, то стал прозрачно-оранжевым. Затем при движении шара его цвет изменился на желто-лимонный, разбавленно-лимонный, из которого вдруг высветился пронзительно сочно-зеленый цвет. Кажется, именно в этот момент шарик повернул назад к розетке. Из зеленого цвет шарика стал нежно-голубым, а перед самым входом в розетку - тускло-серо-голубым».

Удивительна способность ШМ изменять форму. Если сферичность обеспечивается силами поверхностного натяжения, то можно ожидать изменений ШМ, связанных с капиллярными осцилляциями возле равновесной сферической формы, или изменений при нарушении устойчивости ШМ, то есть перед разрядом на проводник или перед взрывом, что, собственно говоря, и отмечается в наблюдениях очевидцев. Но, как ни странно, чаще наблюдаются взаимопревращения ШМ из сферической формы в ленточную и обратно. Вот два примера таких наблюдений.

Наблюдатель Мысливчик Е. В., 1929 год:
«Из соседней комнаты выплыл серебряный шар диаметром примерно тринадцать сантиметров, без какого-либо шума вытянулся в „толстую змею“ и проскользнул в дыру для болта от ставни на двор».

Наблюдатель Ходасевич Г. И., 1975 год:
«После близкого разряда молнии в комнате возник огненный шар диаметром около сорока сантиметров. Медленно, в течение примерно пяти секунд, вытянулся в длинную ленту, которая улетела через форточку на улицу».

Видно, что ШМ вполне уверенно чувствует себя в ленточной форме, которую принимает при необходимости пройти через узкое отверстие. Это плохо укладывается в представление о поверхностном натяжении как о главном факторе, определяющем форму. Такого поведения можно было бы ожидать при малом коэффициенте поверхностного натяжения, но ШМ сохраняет форму и при движении с большой скоростью, когда аэродинамическое сопротивление воздуха деформировало бы сферу, если бы силы поверхностного натяжения были слабыми. Впрочем, наблюдатели сообщают и о весьма разнообразных формах, которые принимает ШМ, и о колебаниях поверхности.

Наблюдатель Кабанова В. Н., 1961 год:
«В комнате, перед закрытым окном, я заметила висящий светящийся голубой шар диаметром около восьми сантиметров, он менял свою форму, как меняет форму мыльный пузырь, когда на него дуют. Он медленно поплыл в сторону электророзетки и в ней исчез».

Наблюдатель Годенов М. А., 1936 год:
«Я увидел, как по полу прыгает, удаляясь в угол сеней, огненный шар размером чуть меньше футбольного мяча. С каждым ударом о пол этот шар будто сплющивался, а потом снова принимал круглую форму, от него отскакивали и тут же исчезали маленькие шарики, а шар становился все меньше и, наконец, исчез».

Таким образом, теоретические модели шаровой молнии должны учитывать изменчивость ее свойств, что существенно усложняет проблему. А как обстоит дело с экспериментом?

Нечто круглое и светящееся

За последние годы в этом направлении кое-что сделано. Во всяком случае, нечто шарообразное и светящееся нужного размера удалось получить, причем нескольким группам исследователей независимо друг от друга. О тех или иных свойствах вопрос пока не ставился: тут вообще бы получить что-то типа ШМ.

Во Владимирском государственном университете, под руководством профессора В. Н. Кунина, который пытался в лабораторных условиях воспроизвести разряд, подобный молнии по силе тока, стабильно получали из разрядной плазмы, образующейся при электровзрыве медной фольги, светящиеся шарообразные объекты диаметром 20–30 см, со временем жизни около одной секунды. Г. Д. Шабанов (Петербургский институт ядерной физики РАН) стабильно производит светящиеся шары с тем же временем жизни при существенно меньших токах и на совсем простом оборудовании. В Санкт-Петербургском госуниверситете этим успешно занимались С. Е. Емелин и А. Л. Пирозерский. Но во всех случаях время жизни подобных объектов - около секунды, а их полная энергия ничтожно мала: ее не хватает даже для того, чтобы прожечь газету. Реальная ШМ может убивать людей и животных, со взрывом рушить дома, ломать деревья, вызывать пожары.

То, что получается во всех этих экспериментах, конечно, не ШМ, но что-то похожее. Эти объекты принято называть «долгоживущими плазменными образованиями». Долгоживущие они по сравнению с обычным ионизированным воздухом, который при этом объеме прекратил бы свечение за микросекунды.

Рождение и смерть

Среди 5315 ранее неизвестных описаний ШМ, собранных в Ярославском государственном университете им. П. Г. Демидова А. И. Григорьевым и С. О. Ширяевой, в 1138 случаях очевидцы видели таинство рождения ШМ. Различные варианты рождения встречаются с вероятностью: около 8% - в канале разряда линейной молнии; с той же вероятностью - в месте удара линейной молнии; в облаках - 4%; на металлическом проводнике - 66%; просто наблюдение зарождения вроде бы «из ничего» - 13%.

По тому же массиву данных мы оценили вероятности реализации различных путей исчезновения шаровой молнии. Получились следующие цифры: в примерно 40% случаев - она просто ушла из поля зрения; в 26% ее существование окончилось самопроизвольным взрывом; в 8% она ушла (разрядилась) в землю; в 6% - ушла в проводник; с такой же вероятностью она рассыпается на искры; в 13% тихо гаснет; а в 1% описаний из-за неосторожности очевидца существование шаровой молнии заканчивалось спровоцированным взрывом.

Интересно сравнить статистические данные о том, как прекратилось существование ШМ для тех из них, что возникли на проводниках (а таких в нашем собрании набралось 746 штук), с данными, в которых селекция по месту зарождения не сделана. Оказывается, что ШМ, зародившаяся на проводнике, заметно реже кончает свое существование взрывом, а чаще уходит в проводящую среду или тихо гаснет. Вероятности, с которыми это происходит, следующие: в 33% случаев - она уходит из поля зрения; в 20% существование окончилось самопроизвольным взрывом; в 10% она ушла (разрядилась) в землю; в 9% ушла в проводник; в 7% рассыпалась на искры; в 20% тихо погасла; в 1% - спровоцированный взрыв.

Возможно, что шаровые молнии, зародившиеся на проводниках, имеют меньшую энергию и больший электрический заряд, чем порожденные непосредственно линейной молнией, но расхождение в полученных численных значениях может происходить от малой статистики и разброса условий наблюдения. Но для шаровой молнии, появившейся в помещении из телефона или розетки, вероятность снова уйти в проводник или в землю больше, чем для ШМ, родившейся в облаке или в канале разряда линейной молнии и летящей по ветру.

Искры, нити и зерна

С вопросом о внутреннем строении шаровой молнии естественно обратиться к людям, видевшим ее вблизи, на расстоянии порядка метра. Таких около 35%, примерно в половине случаев очевидцы сообщают о внутренней структуре - и это при том, что ШМ имеет весьма дурную репутацию. Можно понять, почему очевидцы не всегда в состоянии ответить на столь простой вопрос: при неожиданном появлении опасной гостьи не каждый захочет и сумеет заняться скрупулезными научными наблюдениями. Да и не всегда, по-видимому, внутри ШМ удается что-либо разглядеть. Тем не менее вот два примера.

Наблюдатель Лиходзеевская В. А., 1950 год:
«Я оглянулась и увидела ослепительно-яркий шар величиной с футбольный мяч кремового цвета. Он был похож на клубок ярких ниток или, скорее, на сплетение тонкой проволоки».

Наблюдатель Журавлев П. С., 1962 год:
«В полутора метрах я увидел белый шар 20–25 сантиметров, висевший на высоте полутора метров. Он светился, как лампочка в 15 Вт. Шар казался состоящим из шевелящихся маленьких бело-красноватых искорок».

В описаниях, упоминающих внутреннюю структуру шаровой молнии, можно выделить наиболее часто повторяющиеся элементы - хаотически движущиеся световые точки, светящиеся переплетенные линии, маленькие движущиеся и светящиеся шарики. Если сопоставить эти данные с сообщениями о том, что ШМ при внешних воздействиях рассыпается на искры и шарики, то представления о шариках и искрах (микрошариках) как об элементарных кирпичиках, из которых состоит ШМ, получают дополнительное подтверждение. Остается неясным, какие силы удерживают вместе эти «кирпичики», не давая им разлететься, но не мешая им свободно перемещаться в объеме шаровой молнии, и как происходит ее распад на элементарные шарики при ударе.

Совсем загадочные случаи - прохождение шаровой молнии сквозь стекло, после которого не остается отверстия. Таких наблюдений немного, среди 5315 описаний, собранных нами, их всего лишь 42. Есть подобные описания и в литературе, причем среди наблюдателей были и пилоты самолетов, и сотрудники метеостанций; иногда наблюдателей было несколько. Может быть, ШМ не проходит сквозь стекло, а ее электрическое поле вызывает возникновение подобного объекта по другую сторону стекла?

Расчет по наблюдениям

Шаровую молнию примерно в 5% случаев видят падающей из грозовых облаков, в 0,5% видят поднимающейся к облакам, а в 75% наблюдений она плывет в атмосфере. Напрашивается вывод, что она может быть как легче воздуха, так и тяжелее, но в большинстве случаев ее плотность приблизительно та же. Однако на плавучесть шаровой молнии влияет не только сила Архимеда, как на воздушный шар. Известно, что она может менять направление движения, гнаться за подвижными объектами, убивать людей и животных электрическим зарядом. Вот два примера.

Наблюдатель Креловская К. М., 1920 год:
«Вечером я гуляла и побежала в сторону деревни, собака за мной. Тут раздался грохот грома, и вслед за нами помчался маленький блестящий шарик. Через несколько секунд шар нагнал собаку, коснулся ее, раздался оглушительный треск. Собака упала. Шкура на ней обуглилась».

Наблюдатель Красулина М., 1954 год:
«В дом влетел огненный шар около 30 сантиметров в диаметре, яркий, как лампочка в 100 Вт. Ударился в зеркало, которое висело напротив окна, отскочил от него и попал в грудь молодой женщины. Она тут же умерла».

Итак, у шаровой молнии есть электрический заряд, она двигается в приземном электрическом поле, напряженность которого в ясную погоду такова, что разность потенциалов между подошвами ног и головой человека составляет около 200 вольт. В грозовую погоду напряженность увеличивается примерно в 100 раз. Из сказанного следует, что на ее движение влияют электрические поля. И в самом деле, с вероятностью примерно 4% ее видят двигающейся вдоль проводов электричества.

Добавив к этим соображениям представления об устойчивости заряженной поверхности жидкости и критериях электрического пробоя атмосферы, мы получили возможность оценить величину заряда шаровой молнии, которая оказалась порядка единиц микрокулонов. Много это или мало? Во всяком случае, электрической энергии, запасаемой в шаровой молнии при таком заряде, достаточно, чтобы убить человека. Проведенные расчеты показали, что шаровые молнии, возникающие у поверхности земли, имеют бо льшие электрические заряды, чем возникающие в грозовых облаках.

Из приведенных выше соображений удалось оценить и другие свойства ШМ. Так, плотность ее вещества отличается от плотности воздуха примерно на 1%, а поверхностное натяжение приблизительно такое же, как у воды. Также удалось выяснить, что все свойства шаровой молнии связаны между собой и что ее радиус не может быть больше метра. Все сообщения о многометровых радиусах ошибочны; такие размеры всегда выводятся из оценок угла, под которым светящийся объект наблюдают издали, а при этом неизбежна большая ошибка.

Выжившие

Контакт с шаровой молнией бывает и не смертельным, однако такие случаи крайне редки. Вот два примера.

Наблюдатель Васильева Т. В., 1978 год:
«Одновременно с грохотом близкого разряда молнии на выключателе появился светящийся шар величиной с человеческую голову и загорелся выключатель. У меня мелькнула мысль, что если загорятся обои, то сгорит и наш деревянный дом. Я с размаху ударила ладонью по шару и выключателю. Шар сразу же распался на множество мелких шариков, упавших вниз. На оставшейся половине выключателя появился огненный шарик величиной с кулак. Через секунду этот шарик исчез. Рука у меня сгорела до кости».

Наблюдатель Базаров М. Я., 1956 год:
«От заслонки трубы на подушку упал неяркий красный шар размером с мяч 25 сантиметров. Он медленно скатился по подушке на шерстяное одеяло, которым я был укрыт. Мать, увидев это, голыми руками стала его забивать. От первого удара шар рассыпался на множество мелких шариков. За считаные секунды, ударяя по ним ладонями, мать загасила их. Ожогов у нее на руках не осталось. Только с неделю пальцы ее не слушались».

Свидетельства уникальные - подобных случаев известно совсем немного. Чаще всего шаровая молния на попытки прикоснуться к ней отвечает электрическим разрядом либо взрывом. И в том, и в другом случае последствия могут быть летальными.

Кто слушал и кто рассказывал

Основной источник новой информации о шаровой молнии - описания очевидцев ее появления в естественных условиях. Насколько востребован этот источник информации?

В мировой практике сбор описаний шаровой молнии дело не новое, достаточно вспомнить Франсуа Араго (1859), Вальтера Бранда (1923), Дж. Ранда Мак-Нэлли (1960), Уоррена Рейли (1966), Джорджа Эджели (1987). Но во всех случаях речь шла о десятках и сотнях описаний. Только в Японии, где шаровая молния расценивается как мистический объект, Оцуки Ёсихико в конце прошлого века собрал около трех тысяч описаний.

В СССР собирать описания шаровых молний с целью получения новых сведений об этом непонятном феномене начал И. П. Стаханов (1928–1987), профессионально занимавшийся плазмой. Еще раньше это попытался сделать И. М. Имянитов (1918–1987), областью интересов которого было атмосферное электричество; он написал книгу о шаровой молнии, но не довел до логического завершения идею анализа данных, которые сообщают наблюдатели. И. П. Стаханов первым начал систематическую обработку свидетельств очевидцев - у него был массив в полторы тысячи описаний. Полученные данные он обобщил в своих книгах. Мы занялись сбором сообщений о шаровых молниях лет на десять позже него, но собрали около шести тысяч описаний и применили компьютерную обработку данных.

Поиск очевидцев появления ШМ в естественных условиях, сбор информации и подготовка этой информации, рыхлой, расплывчатой и неточной, к обработке - это наиболее времязатратная и психологически трудоемкая часть нашей работы. Респонденты часто сообщают о трагических событиях, которым невозможно не сопереживать. Обработка полученной информации на компьютере - работа непродолжительная и приятная часть. Далее мы пишем популярную статью о ШМ для газеты или научно-популярного журнала, а в конце даем контактный адрес для очевидцев. Через полгода-год начинают приходить письма. Авторам мы отсылаем анкету с вопросами, затем сравниваем ответы с данными, сообщенными в первом письме. Разброс бывает значительный, это позволяет оценить достоверность сообщений. Из средств массовой информации данных не берем, их достоверность низка.

А можно ли верить информации о свойствах ШМ, полученной от очевидцев? Типичная реакция на появление шаровой молнии - страх. Психологи утверждают, что необычные, опасные, яркие явления запоминаются хорошо и надолго, но часто в искаженном виде. С таким эффектом регулярно приходится сталкиваться следователям, опрашивающим свидетелей трагических происшествий. Свидетели, одновременно наблюдавшие событие, дают различные, часто взаимоисключающие описания происшествия, но любой из них готов поклясться в истинности своих показаний. Что же, подобные помехи приходится учитывать.

Кажется, что достоверность информации, получаемой от очевидца, должна зависеть от его образования, возраста, времени, прошедшего с момента события, от пола. Как ни странно, это оказалось не так. С самого начала статистической обработки мы задались вопросом: кто наши респонденты? Прежде всего нас интересовали их возраст и образование. Выяснилось, что в момент наблюдения только 34% очевидцев были младше 16 лет, 21,5% имели высшее образование, 30,8% - среднее, 14% - восьмилетнее, остальные - начальное. Мы обсчитали по отдельности данные, полученные у всех этих групп, и, к своему удивлению, обнаружили, что независимо от возраста и образования при усреднении по каждой группе описываемые шаровые молнии выглядят одинаково.

Психологи нас предупреждали, что необходимо с осторожностью относиться к информации, получаемой от женщин, так как женское восприятие отличается повышенной эмоциональной окраской и часто искажает сведения, которые они сообщают. Среди наших респондентов представительниц прекрасного пола оказалось 51,2%. Но сравнение их рассказов с рассказами мужчин продемонстрировало независимость среднестатистической информации от пола респондентов.

В одном наши ожидания оправдались: данные, полученные от людей, не видевших лично шаровой молнии, но сообщавших о ней со слов очевидцев (а таких набралось примерно 8%), отличались от тех, которые дают сами очевидцы. В этой группе респондентов каждый двадцатый сообщил о трагическом случае, произошедшем по вине ШМ, и каждый пятнадцатый - о взрывах, приведших к разрушениям. Среди непосредственных очевидцев о несчастных случаях написал только каждый сотый, а о разрушениях - каждый восемьдесят пятый. Это естественно - рассказ с большей вероятностью будут пересказывать, если он поражает и запоминается. В остальном люди, сами не видевшие шаровой молнии, описывают ее так же, как «Советский энциклопедический словарь» или учебник физики для девятого класса школы: схематично, без указания деталей. Что лишний раз подтверждает справедливость пословицы: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать».

Вот, пожалуй, и все, что можно рассказать в рамках журнальной статьи. Главный вывод для исследователей этого явления природы: шаровые молнии разнообразны и крайне изменчивы, что необходимо учитывать при моделировании. Как говорил один выдуманный литературный классик, «понять - значит упростить». Но и в сложности реальных феноменов есть особая притягательность.

Впервые научное описание шаровой молнии дал в книге «Гром и молния» французский физик Франсуа Араго в начале XIX века. Это первая книга о молнии, электрическую природу которой открыли за полвека до этого. В книге Араго были описаны два десятка случаев наблюдения шаровой молнии. Ее свойства до сих пор сложно определить, потому что описания в основном принадлежали людям, которые не были учеными, и делались обычно не по горячим следам.

Шаровая молния как трудно изучаемое и потому загадочное явление стало популярным в массовой культуре. Есть даже фильм о Джеймсе Бонде с таким названием. Но ученым, которые решаются исследовать это явление, необходимо быть очень осторожными, чтобы принимать во внимание только действительно достоверные данные. Недавно было опубликовано первое полноценное научное наблюдение шаровой молнии, но и оно вызывает вопросы.

Что называют шаровой молнией

Шаровой молнией очевидцы сразу же называют любое шаровое светящееся и движущееся явление в воздухе. Это может быть событие, которое увидели люди после удара молнии в высоковольтную линию или в дерево. Так же называют объект, который появился в комнате, вылетев из дымохода, или возник с шипением из розетки.

Исследователи, которые собирали информацию об этом явлении, опирались на довольно ненадежный источник - сообщения очевидцев. Свидетели явления говорят, что размеры шаровой молнии от пяти сантиметров до метра. Свечение длится от долей секунды до нескольких секунд и даже десятков секунд. При контакте с шаровой молнией люди часто испытывали сильный удар током, вплоть до смертельного. Некоторые наблюдатели говорили о шипении шаровой молнии, о том, что она представляла собой клубок светящихся каналов голубого цвета, но в крупных шаровых молниях были и красные цвета. Шаровая молния «проходит» сквозь стекла и ее даже как будто бы видели внутри самолетов.

Шаровую молнию чаще всего видят после удара обычной молнии. Но разряд молнии вблизи выглядит как очень яркая вспышка света. Поэтому в начале XX века были ученые, которые считали, что шаровая молния - это не физическое явление, а артефакт, засветка глаза (если посмотреть на яркую лампу-вспышку при фотографировании или стробоскоп на дискотеке, то на несколько секунд останется ощущение движущегося светового пятна в глазах, причем независимо от того, закрыты или открыты глаза).

Шаровая молния

// wikimedia.org

В чем главная проблема шаровой молнии

Огромный интерес к шаровой молнии вызван не тем, что она имеет форму шара, а тем, что до сих пор непонятна природа ее большого времени жизни. Вообще в природе, если у вас нет выделенного направления, многие явления принимают форму шара, например капли при падении. Нет серьезных проблем создавать сколько угодно времени с помощью слаботочных электрических дуг шаровое плазменное образование между двумя электродами. То же самое касается шарового плазменного образования в свободном пространстве, поддерживаемого пучком электромагнитного излучения СВЧ-диапазона (при большой изобретательности его можно создать даже в СВЧ-печке, что когда-то и сделали японские ученые). В этих явлениях к плазме разрядов подводится электромагнитная энергия извне, и проблем с поддержанием такой плазмы нет.

Но большинство исследователей и особенно «любителей» исходит из того, что к шаровой молнии не подводится внешняя энергия. Плазма - это газ, в котором много свободных электронов, и потому плазма обладает высокой проводимостью, через нее течет значительный ток, как по проводу с большим сопротивлением. Если перестать подводить к плазме энергию, то за несколько миллионных долей секунды электроны исчезнут, ток прекратится, плазма потухнет. А если это так, то надо объяснить, почему шаровая молния, если это плазменное образование, живет так долго.

Есть много удивительных оптических и электрических атмосферных явлений. Например, огни святого Эльма, которые «в ночь перед бурею на мачте горят», как в песне Булата Окуджавы. Для большинства из них нашли убедительные физические объяснения. Ученым понятно, как можно изучать даже такое нечастое явление, как обычную линейную молнию: каждую секунду на Земле происходят около ста разрядов. Грозовое облако формируется постепенно, и место, откуда возникнут разряды молнии, можно с неплохой точностью предсказать по изменению электрического поля на Земле и движению гидрометеоров (капель, ледышек, снежинок, снежной крупы и так далее) в грозовой ячейке, где накапливается основной электрический заряд. В это место можно направить объективы различных физических приборов.

Огни святого Эльма

// wikipedia.org

Часто во время грозы молнии стартуют с высоких зданий и телевизионных вышек (больше двухсот метров), на кончики которых также можно поставить приборы. Кроме того, ученые уже шестьдесят лет как научились вызывать молнию из грозового облака «на себя», то есть создавать так называемые триггерные молнии. Несмотря на это, многие ключевые проблемы обычной молнии по-прежнему мало изучены, что уж тут говорить про шаровую молнию. Так как непонятна ее природа, то и непонятно, где ее ожидать, вооружившись приборами.

Основные гипотезы

В начале ХХ века была гипотеза, в которой предполагалось, что из-за большого расстояния, с которого обычно наблюдается шаровая молния, мы не видим, как от облака к ней тянется тонкий плазменный канал - благодаря его току поддерживается существование шаровой молнии. Сейчас ученые достаточно много знают о токе обычной молнии и установили, что разряд длится максимум секунду, при этом он будет состоять из многих отдельных ярких ударов с большим током, между которыми существуют перерывы, во время которых ток на землю практически прекращается. А были зафиксированы шаровые молнии со временем жизни десять секунд и более, при этом никаких сильных ударов молнии через них не наблюдалось, иначе свидетели подобных событий просто получили бы электрические поражения такой силы, что не смогли бы потом рассказать о своих впечатлениях.

Также ученые хорошо знают по наземным и самолетным наблюдениям размер накопленных в облаке зарядов, и там их тоже не так много, чтобы обеспечить долгую жизнь плазменных образований. Получается, пока невозможно объяснить поддержание жизни шаровой молнии при помощи известных проявлений природного атмосферного электричества. Поэтому появилось множество экзотических объяснений природы шаровых молний, в том числе от ученых, заболевших этим явлением, из других областей физики, которые не очень разбираются в атмосферном электричестве и в своих гипотезах не учитывают весь накопленный наблюдательный материал.

Например, Петр Леонидович Капица, академик и нобелевский лауреат, предположил, что шаровая молния поддерживается пучком микроволнового излучения, как в СВЧ-печке, а само СВЧ-излучение идет от молнии. Но при изучении молнии не удалось обнаружить сколько-нибудь серьезных потоков СВЧ-излучения. СВЧ-излучение легко измеряется на больших расстояниях, так как его используют для обнаружения самолетов, ракет, измерения скорости автомобилей.

Некоторые ученые, занимавшиеся ядерной физикой, предположили, что у шаровой молнии есть ядерный источник энергии. Но ядерные процессы - это чудовищная энергия, которая не может порождаться молнией. Кроме того, она создает радиоактивность, которую также несложно измерить. В местах, где наблюдалась шаровая молния, несколько раз пытались измерить радиоактивность, но она не превышала естественный фон.

Если шаровая молния - физическое явление, то из нескольких тысяч надежных наблюдений можно вывести ее основные свойства. Поэтому ученому, который претендует на объяснение механизма шаровой молнии, необходимо не только предложить какой-то новый необычный источник внутренней энергии, поддерживающей шаровую молнию, но и объяснить в рамках данной гипотезы другие установленные свойства шаровой молнии. Почти никто из представляющих альтернативные гипотезы этого не делают, поэтому их идеи повисают в воздухе.

Мартин Юман, один из самых известных современных специалистов по изучению молний, вместе с коллегами инициировал триггерную молнию, запуская в облако ракету с заземленным проводом, получая мощный разряд между электродами специальной формы, но создать шаровую молнию и им не удалось.

Важное, но спорное свидетельство

В 2012 году китайские ученые снимали линейную молнию на спектрограф и скоростную камеру и зафиксировали некоторое шаровое явление, появившееся в момент удара обычной линейной молнии в землю. Это очень важное свидетельство. Их результаты опубликовали в самом престижном журнале по физике - Physical Review Letters , и редакторы оставили в названии термин «шаровая молния», что говорит о признании серьезными физиками возможности существования данного явления. Статья называлась «Наблюдения оптических и спектральных характеристик шаровой молнии» (Observation of the Optical and Spectral Characteristics of Ball Lightning , PRL 112, 035001 (2014) DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.035001).

Спектр шаровой молнии, вызванной ударом молнии в почву

// wikipedia.org

Запись, на которой видно шаровое свечение, длится полторы секунды, что очень много. Появилось светящееся образование из канала линейной молнии непосредственно около поверхности земли. По их измерениям размеры шарового образования были вначале более десяти метров, а через целую секунду более пяти метров, и это очень много для шаровой молнии.

Светилась шаровая молния целую секунду почти равномерно, что совершенно невозможно без притока внешней энергии. Удалось зафиксировать спектральные линии, связанные с материалом почвы, куда ударила линейная молния, и снять спектр «шаровой молнии» (кремний, железо, кальций). Причем все время записи спектральные линии присутствовали, а это значит, что столько же времени существовала плазма, поддерживающая это свечение. Никаким горением такой спектр объяснить нельзя. Цвет шаровой молнии изменялся от фиолетового к красному. Двигалось светящееся образование со скоростью около девяти метров в секунду.

Хотелось бы поздравить китайских коллег с замечательным успехом, но в самой их работе есть довольно странный график колебаний светимости «шаровой молнии» с периодом около 100 Гц все время яркого свечения, что пропорционально промышленной частоте линий электропередачи (50 Гц). Авторы честно пишут, что в двадцати метрах от места, где ударила линейная молния и появилось это плазменное образование, находится высоковольтная линия электропередачи (ЛЭП) напряжением 35 кВ.

Двадцать метров - это не очень большое расстояние, и его по влажной земле может пройти канал молнии, достигнув опоры ЛЭП и повредив ее. В результате ток с ЛЭП может соединиться с местом контакта канала молнии с землей, где и существовала «шаровая молния». Получается, и в этом эксперименте нельзя исключить, что плазменное образование, называемое авторами шаровой молнией, не является полностью природным явлением, а, возможно, снабжается энергией тока, идущего от пробитой молнией ЛЭП. Тогда понятно, почему же плазма жила так долго: она питалась промышленной электроэнергией.

Жаль, что авторы не написали в статье, связались ли они с электроэнергетиками, которые должны были зафиксировать пробой ЛЭП, если он был. В любом случае это важное свидетельство в пользу плазменной природы если не самой «шаровой молнии», то шаровых плазменных явлений, которые может порождать линейная молния при ударе в высоковольтные ЛЭП или рядом с ними.

Химическая гипотеза

В настоящее время наиболее непротиворечивой является гипотеза о химической природе источника энергии шаровой молнии. Химические реакции могут протекать относительно долго, пока не исчерпаются химические вещества, участвующие в реакциях. Например, таким процессом может быть специфическая форма шарового горения (удавалось создать шаровые формы воспламенений горючих газов в лабораторных условиях, которые не взрывались и существовали секунды, перемещаясь по лабораторной камере).

Предположим, молния ударяет в район болот, где довольно часто наблюдаются испарения и скопления горючих газов вроде метана. Из-за высокой температуры во время удара молнии этот газ загорается и дальше горит, напоминая конфорку газовой плиты, у которой сняли крышку. Ведь так газ может гореть часами, если есть приток газа изнутри болота.

Но если считать шаровую молнию формой горения, то как объяснить ее электрические проявления вплоть до поражений людей и животных при контакте с шаровой молнией? Также очень сложно реализовать в природе движение горящего шара, подобное описанным наблюдателями. Обычно газы взрываются или быстро сгорают. Поэтому и химическая гипотеза не может объяснить многие важные свойства шаровой молнии, но она снимает проблему времени жизни, существующую в плазменной гипотезе.

Преимущество химической гипотезы в том, что не нужно привлекать совсем уж экзотические представления вроде «получения энергии из вакуума» или «холодного термояда». Но надежному китайскому эксперименту, описанному выше, данная гипотеза не соответствует, так как никаких болот там не было, а спектр горения коренным образом отличается от спектра, записанного китайцами. Впрочем, и китайскому эксперименту доверять до конца нельзя.

Моделирование шаровой молнии в лаборатории

Несколько групп в мире пытались смоделировать шаровую молнию в лаборатории. Есть исследователи, которые утверждают, что им удалось создать шаровую молнию при мощном разряде в парах воды. Они даже разместили фотографии в интернете. Но серьезных публикаций в рецензируемых научных журналах, подобных китайской, на эту тему так и не было - публикаций, где бы их опыты были подробно описаны, фиксировались современными приборами свойства плазмы, гарантировалось бы отсутствие подвода дополнительной энергии от внешних источников и так далее.

Эффект шаровой молнии, созданный разрядом высоковольтного конденсатора в резервуаре с водой

// wikimedia.org

Мало получить в лаборатории интересное долгоживущее шаровое светящееся явление - надо при этом привести серьезные аргументы в пользу того, что-то, что мы создали в лаборатории, имеет отношение к природному явлению, называемому шаровой молнией. Искра между шариками, проскакивающая в электрофорной машине, имеет, вопреки утверждениям школьных учителей, очень небольшое отношение к молнии. Она не может объяснить не только как рождается молния, но и как она пробивает промежуток облако - земля. То же самое касается создания в лаборатории долгоживущего шарового светящегося образования. Надо еще доказать, что эксперимент моделирует природное явление.

И все-таки шаровая молния по-прежнему бросает ученым серьезный вызов. Сегодня считается, что свидетельств существования шаровой молнии столько, что от них невозможно отмахнуться. Возможно, шаровая молния не просто явление, а сложная комбинация известных физических явлений, которую мы пока не можем отследить и расшифровать.