Звідки з'являється кульова блискавка і як передбачати її появу? Скільки часу вона живе і які таємні небезпеки може становити людину? Чи правда, що вона має власний розум? Щоб розібратися у цьому складному природному явищі, мало знань фізики. Можливо, тут ховається щось більше?
Що таке кульова блискавка?
Прийнято вважати, що кульова блискавка— це надзвичайно рідкісне явище природи, яке є електричним тілом у формі кулі, здатне переміщатися повітрям по зовсім непередбачуваній траєкторії і долати величезні відстані.
Величина цієї кулі може бути різною – від кількох сантиметрів у діаметрі до розміру футбольного м'яча. "Живе" вона недовго, найбільше - дві хвилини, але навіть за цей час встигає зробити безліч незрозумілих і незрозумілих речей, які не піддаються логічному аналізу.
Найчастіше кульова блискавка народжується під час грози, коли повітря наповнене електричними частинками. З'єднуючись між собою, позитивно і негативно заряджені елементи створюють електричну кулю, що світиться. Він може бути не тільки білого, а й червоного, жовтого, а в окремих випадках навіть чорного кольору.
Очевидці розповідають, що блискавка може виникнути у абсолютно ясну погоду, а час та місце її появи неможливо передбачити. Вона легко може залетіти у квартиру через відчинене вікно, камін, розетку, вентилятор та навіть стаціонарний телефон.
Удар блискавки
Зустріч з такою електричною кулею не обіцяє нічого хорошого. І якщо удару блискавки з неба можна запобігти за допомогою блискавковідводу, то від кульової блискавки немає порятунку. Вона може проходити через тверді тіла – стіни, каміння, а при польоті видає дивні звуки – дзижчання, шипіння. Її дії не можна передбачати, від неї неможливо втекти, а іноді вона поводиться настільки дивно, що деякі вчені вважають її розумною істотою.
Спостереження цього явища з боку досить безпечне, але траплялися випадки, коли блискавки переслідували конкретних людей протягом усього життя. Найвідоміший випадок – це історія британського майора Саммерфорда, в якого блискавка потрапляла тричі за все його життя. Це завдало серйозної шкоди його здоров'ю. Але навіть після смерті злий рок не дав спокій — удар блискавки на цвинтарі повністю зруйнував могильну плиту нещасного майора.
Звідси виникає думка — а чи не є блискавка покаранням за якісь погані справи? Історії відомі випадки, коли блискавки вражали запеклих грішників, яких не змогли покарати звичайним, земним правосуддям. Недарма на Русі фраза: "Щоб тебе громом вразило!" - звучала як найстрашніше прокляття.
У багатьох стародавніх культурах блискавки і грім вважалися небесними знаменнями і виразом божественного гніву, що посилається на тих, хто провинився для залякування або як покарання. Кульові блискавкиназивали не інакше як «настанням диявола» або «пекельним полум'ям». Але чи завжди вони завдають шкоди?
В історії відомо чимало випадків, коли зустріч із кульовою блискавкою приносила удачу і навіть зцілення хвороб. Людину, яка вижила після удару блискавки, вважають праведною, «відзначеною Богом», якій після смерті обіцяно небеса. Нерідко люди, які пережили подібну подію, відкривали в собі нові здібності та таланти, яких раніше не було.
Наслідки удару блискавки
Удар блискавки небезпечний насамперед для літаків, оскільки може порушити радіозв'язок, роботу техніки та призвести до аварії. Блискавка, що потрапила в дерево чи будівлю, призводить до пожеж та сильних руйнувань. Якщо її шляху виявиться людина, наслідки найчастіше трагічні — сильні опіки чи смерть .
Людина, яка вижила після удару блискавки, вважається щасливчиком. Але це дуже сумнівне щастя – наслідки опіку кульовою блискавкою для організму будуть сумними. Траплялося, після такого «везіння» люди втрачали пам'ять, мову, слух та зір. Особливо сильно від електричного струму страждає нервова система.
Зовсім інакше поводиться кульова блискавка. Від її появи не врятує навіть блискавковідведення. Вона діє вибірково: з кількох людей, що стоять поруч, одному може завдати сильної шкоди і навіть вбити, а іншому — ні. Вона здатна розплавити монети у гаманці, не пошкодивши паперових грошей.
Проходячи через людське тіло, кульова блискавка може не залишити слідів на шкірі, а спалити всі нутрощі. Від зіткнення з нею на тілі людини залишаються вигадливі візерунки - від цифрових символів до пейзажів місцевості, де відбулася фатальна зустріч.
Саме така дивна поведінка електричної кулі, що світиться, викликає у деяких учених підозри та припущення — а що, якщо це розумне життя? Аж надто непередбачено вона діє, до того ж часто після її появи на відкритих територіях з'являлися знамениті кола на полях. Але прямих доказів таким гіпотезам поки що немає.
Як поводитися при зустрічі з кульовою блискавкою
Якщо дотримуватися техніки безпеки, то швидше за все, така зустріч вам не загрожує. Однак є загальні рекомендації, до яких радимо прислухатися, навіть якщо ви вважаєте себе щасливою людиною.
- Під час грози закривайте вікна, двері, отвори та інші виходи, в які може проникнути електричний розряд. Ідеальним варіантом буде вимкнути електрику.
- Якщо ви побачите кульову блискавку, що летить, не махайте їй руками і не намагайтеся знімати її на відео - висока ймовірність, що блискавка притягнеться до металевого предмета у вас в руках.
- Якщо блискавка з'явилася поруч із вами, ніколи не намагайтеся втекти від неї! Оскільки кульова блискавка легша за повітря, рух від неї викличе повітряний вихор, який змусить блискавку піти за вами. Найкраще застигнути на місці і чекати, що буде.
- Не надумайте щось кидати в кульову блискавку! Від цього вона може вибухнути, і наслідки важко навіть передбачити.
- Під час грози не ховайтеся під деревами та не залишайтеся всередині автомобіля.
- Згідно з підрахунками, 86% людей, які потрапили під удар блискавки, — чоловіки. Тому, якщо у вашому організмі надлишок тестостерону – будьте подвійно обережні під час грози.
- Якщо на вас мокрий одяг – шанси на зіткнення з блискавкою підвищуються. Електричні розряди завжди притягуються до води та вологи.
Людина, яка постраждала від удару блискавки, необхідно перенести в тепле приміщення, укутати ковдрою, при необхідності зробити штучне дихання і якнайшвидше доставити до лікарні.
Зібрані тут факти дано швидше для загального уявлення про природу кульової блискавки, ніж для практичного застосування, і навряд чи колись стануть вам у нагоді в реальному житті. Адже шанс побачити таке явище дуже малий. За статистикою, ймовірність зустрічі людини з кульовою блискавкою – 1 із 600 000.
Про феномен кульової блискавки, її дослідження, розповіді очевидців ви можете переглянути в цьому відеосюжеті:
Звідки береться кульова блискавка і що таке? Питання це задають собі вчені багато десятків років поспіль, і поки що чіткої відповіді немає. Стійка плазмова куля, що виникає в результаті потужного розряду високої частоти. Інша гіпотеза – мікрометеорити з антиречовини.
Усього ж існує понад 400 недоведених гіпотез.
…Між речовиною та антиречовиною може виникнути бар'єр із кульовою поверхнею. Потужне гамма-випромінювання буде роздмухувати цю кулю зсередини, і перешкоджатиме проникненню речовини до прийшлий антиречовині, і тоді ми побачимо пульсуючу кулю, що світиться, яка буде парити над Землею. Ця думка начебто отримала підтвердження. Двоє англійських учених методично доглядали небо за допомогою детекторів гамма-випромінювання. І зареєстрували чотири рази аномально високий рівень гамма-випромінювання в очікуваній галузі енергії.
Перший документально підтверджений випадок появи кульової блискавки мав місце у 1638 р. в Англії, в одній із церков графства Девон. Внаслідок безчинств величезної вогняної кулі загинули 4 людини, поранення отримали близько 60. Згодом періодично з'являлися нові повідомлення про подібні явища, але їх було небагато, оскільки очевидці вважали кульову блискавку ілюзією чи обманом зору.
Перше узагальнення випадків унікального природного явища зроблено французом Ф. Араго у середині ХІХ століття, у його статистиці зібрано близько 30 свідчень. Зростаюча кількість подібних зустрічей дозволила отримати на основі описів очевидців деякі характеристики, властиві небесній гості. Блискавка кульова - явище електричного характеру, вогненна куля, що пересувається в повітрі в непередбачуваному напрямку, що світиться, але не випромінює тепло. На цьому загальні властивості закінчуються і починаються, зокрема, характерні для кожного з випадків. Це тим, що природа кульової блискавки остаточно не вивчена, оскільки досі був можливості досліджувати це явище в лабораторних умовах чи відтворити модель вивчення. У деяких випадках діаметр вогняної кулі дорівнював кільком сантиметрам, іноді досягав півметра.
Блискавка кульова протягом кількох сотень років була об'єктом вивчення багатьох вчених, серед яких були Н. Тесла, Г. І. Бабат, П. Л. Капіца, Б. Смирнов, І. П. Стаханов та інші. Наукові діячі висунули різні теорії виникнення кульової блискавки, яких налічується понад 200. Згідно з однією з версій, електромагнітна хвиля, що утворюється між землею та хмарами, у певний момент досягає критичної амплітуди та утворює кулястий розряд газу. Інша версія полягає в тому, що кульова блискавка складається з плазми високої щільності і містить власне мікрохвильове поле випромінювання. Деякі вчені вважають, що явище вогняної кулі – це результат фокусування космічних променів хмар. Більшість випадків цього явища зафіксовано перед грозою і під час грози, тому найактуальнішою вважається гіпотеза виникнення енергетично сприятливого середовища для появи різних плазмових утворень, одним з яких і є блискавка. Думки фахівців сходяться на тому, що при зустрічі з небесною гостею потрібно дотримуватися певних правил поведінки. Головне – не робити різких рухів, не тікати, намагатися звести до мінімуму коливання повітря.
Їх “поведінка” непередбачувано, траєкторія та швидкість польоту не піддається жодному поясненню. Вони, ніби наділені розумом, можуть огинати перешкоди, що стоять перед ними - дерева, будівлі і споруди, а можуть і "врізатися" в них. Після цього зіткнення можуть виникати пожежі.
Часто кульові блискавки залітають у оселі людей. Через відкриті кватирки та двері, димарі, труби. Але іноді навіть крізь зачинене вікно! Є чимало свідчень, як ШМ розплавляла шибку, залишаючи після себе ідеально рівний круглий отвір.
За словами очевидців, вогняні кулі з'являлися з розетки! "Живуть" вони від однієї до 12 хвилин. Вони можуть просто миттєво зникати, не залишаючи після себе жодних слідів, але можуть вибухнути. Останнє особливо небезпечне. Наслідком цих вибухів можуть бути смертельні опіки. Також відмічено, що після вибуху у повітрі залишається досить стійкий, дуже неприємний запах сірки.
Кульові блискавки бувають різних кольорів – від білого до чорного, від жовтого до блакитного. При пересуванні вони часто гудуть, як гудуть лінії електропередач високої напруги.
Великою загадкою залишається, що впливає на траєкторію її руху. Це точно не вітер, оскільки вона може рухатись і проти нього. Це не різниця у атмосферному явищі. Це не люди і не інші живі організми, оскільки іноді вона може мирно облітати їхньою стороною, а іноді "врізається" в них, що призводить до смерті.
Кульова блискавка - свідчення нашого дуже неважливого знання такого, начебто, буденного і вже вивченого явища, як електрика. Жодна з висунутих раніше гіпотез поки що не пояснила всіх її примх. Те, що пропонується в цій статті, можливо, навіть не гіпотеза, а лише спроба описати явище фізичним способом, не вдаючись до екзотики, на зразок антиматерії. Перше і основне припущення: кульова блискавка – це розряд звичайної блискавки, що не досяг Землі. Точніше: кульова та лінійна блискавки – це один процес, але у двох різних режимах – швидкому та повільному.
При переході з повільного режиму на швидкий процес стає вибуховим – кульова блискавка перетворюється на лінійну. Можливий зворотний перехід лінійної блискавки в кульову; якимось таємничим, а можливо, випадковим чином цей перехід зумів здійснити талановитий фізик Ріхман, сучасник і друг Ломоносова. За свій успіх він заплатив життям: отримана ним кульова блискавка вбила свого творця.
Кульова блискавка та невидима атмосферна зарядова траса, що зв'язує її з хмарою, перебувають у особливому стані «ельми». Ельма на відміну від плазми – низькотемпературне електризоване повітря – стійка, остигає та розтікається дуже повільно. Це пояснюється властивостями прикордонного шару між ельмою та звичайним повітрям. Тут заряди існують у вигляді негативних іонів, громіздких та малорухливих. Розрахунки показують, що розтікаються ельми за 6,5 хвилини, а поповнюються вони регулярно через кожну тридцяту частку секунди. Саме через такий інтервал часу проходить електромагнітний імпульс у трасі розряду, що поповнює енергією Колобок.
Тому тривалість існування кульової блискавки в принципі необмежена. Процес повинен припинитися лише тоді, коли буде вичерпано заряд хмари, точніше, той «ефективний заряд», який хмара може передати трасі. Саме так і можна пояснити фантастичну енергію та відносну стійкість кульової блискавки: вона існує за рахунок припливу енергії ззовні. Так нейтринні фантоми у фантастичному романі Лема «Соляріс», володіючи матеріальністю звичайних людей і неймовірною силою, могли існувати лише при надходженні колосальної енергії з живого Океану.
Електричне поле в кульовій блискавці за величиною близьке до рівня пробою в діелектриці, ім'я якого повітря. У такому полі збуджуються оптичні рівні атомів, тому кульова блискавка світиться. За ідеєю, більш частими мають бути слабкі, несвітлі, а отже, і невидимі кульові блискавки.
Процес у атмосфері розвивається як кульової чи лінійної блискавки залежно від конкретних умов у трасі. Нічого неймовірного, рідкісного у цій двоїстості немає. Згадаймо звичайне горіння. Воно можливе в режимі повільного поширення полум'я, що не виключає і режиму детонаційної хвилі, що швидко рухається.
…Блискавка спускається з неба. Ще не ясно, якою їй бути, кульовою чи звичайною. Вона жадібно висмоктує заряд із хмари, відповідно зменшується поле у трасі. Якщо до потрапляння в Землю поле в трасі впаде нижче критичної величини, процес перейде в режим кульової блискавки, траса стане невидимою, і ми помітимо, що на Землю опускається кульова блискавка.
Зовнішнє поле при цьому набагато менше власного поля кульової блискавки і не впливає на її рух. Саме тому яскрава блискавка рухається хаотично. Між спалахами кульова блискавка світиться слабше, її заряд малий. Рух іде тепер зовнішнім полем і тому прямолінійно. Кульова блискавка може переноситись вітром. І зрозуміло чому. Адже негативні іони, з яких вона складається, це ті ж молекули повітря, тільки з електронами, що прилипли до них.
Просто пояснюється відскакування кульової блискавки від навколоземного "батутного" шару повітря. Коли кульова блискавка наближається до Землі, вона індукує у ґрунті заряд, починає виділяти багато енергії, розігрівається, розширюється і швидко піднімається під дією архімедової сили.
Кульова блискавка плюс поверхня Землі утворюють електричний конденсатор. Відомо, що конденсатор та діелектрик взаємно притягуються. Тому кульова блискавка прагне розташуватися над діелектричними тілами, а значить, вважає за краще перебувати над дерев'яними містками, або над бочкою з водою. Пов'язане з кульовою блискавкою довгохвильове радіовипромінювання створюється всією трасою кульової блискавки.
Шипіння кульової блискавки викликане спалахами електромагнітної активності. Ці спалахи випливають із частотою близько 30 герц. Поріг чутності людського вуха – 16 герц.
Кульова блискавка оточена власним електромагнітним полем. Пролітаючи повз електричну лампочку, вона може індуктивно нагріти і перепалити її спіраль. Потрапивши у проводку освітлювальної, радіотрансляційної чи телефонної мережі, вона замикає всю свою трасу на цю мережу. Тому під час грози мережі бажано тримати заземленими, скажімо через розрядні проміжки.
Кульова блискавка, «розпластавшись» над бочкою з водою, разом із зарядами, індукованими в землі, складає конденсатор із діелектриком. Звичайна вода - діелектрик не ідеальний, вона має значну електропровідність. Усередині такого конденсатора починає текти струм. Вода нагрівається джоулевим теплом. Добре відомий «досвід із діжкою», коли кульова блискавка нагріла до кипіння близько 18 літрів води. За теоретичною оцінкою, середня потужність кульової блискавки при її вільному ширянні в повітрі дорівнює приблизно 3 кіловатам.
У виняткових випадках, наприклад, у штучних умовах, всередині кульової блискавки може виникати електричний пробій. І тоді у ній з'являється плазма! Енергії при цьому виділяється дуже багато, штучна кульова блискавка може світити яскравіше за Сонце. Але зазвичай потужність кульових блискавок порівняно невелика - вона перебуває у стані ельми. Очевидно, перехід штучної кульової блискавки зі стану ельми на стан плазми у принципі можливий.
Знаючи природу електричного колобка, можна змусити його працювати. Штучна кульова блискавка може сильно перевершити за природною потужністю. Прокресливши в атмосфері сфокусованим лазерним променем іонізований слід вздовж заданої траєкторії, ми зможемо направити кульову блискавку куди треба. Змінимо тепер напругу живлення, переведемо кульову блискавку в режим лінійної. Гігантські іскри слухняно спрямують по вибраній нами траєкторії, дроблячи скелі, валячи дерева.
Над аеродромом – гроза. Аеровокзал паралізований: заборонено посадку і зліт літаків… Але ось на пульті управління грозорозсіювальною системою натиснута пускова кнопка. З вежі поблизу аеродрому до хмар злетіла вогненна стріла. Це штучна керована кульова блискавка, що піднялася над вежею, перейшла на режим лінійної блискавки і, кинувшись у грозову хмару, увійшла до неї. Траса блискавки з'єднала хмару із Землею, і електричний заряд хмари розрядився на Землю. Процес може бути повторений кілька разів. Грози більше не буде, хмари розрядились. Літаки можуть знову сідати та злітати.
У Заполяр'ї можна запалити штучне сонце. З двосотметрової вежі піднімається вгору трисотметрова зарядова траса штучної кульової блискавки. Кульова блискавка включається на плазмовий режим і яскраво світить з півкілометрової висоти над містом.
Для гарного освітлення в колі радіусом 5 кілометрів достатньо кульової блискавки, що випромінює потужність у кілька сотень мегават. У штучному плазмовому режимі така потужність - вирішувана проблема.
Електричний Колобок, що стільки років ухилявся від близького знайомства з вченими, не піде: рано чи пізно його приручать, і він навчиться приносити людям користь. Б. Козлов.
1. Що таке кульова блискавка, досі невідомо. Фізики поки що не навчилися відтворювати справжню кульову блискавку в лабораторних умовах. Щось звичайно, отримують, але наскільки це «щось» схоже на справжню кульову блискавку – вчені не знають.
2. Коли відсутні експериментальні дані, вчені звертаються до статистики – до спостережень, свідчень очевидців, рідкісних фотографій. Насправді рідкісним: якщо у світі існує не менше ста тисяч фотографій звичайної блискавки, то знімків кульової блискавки набагато менше – лише шість-вісім десятків.
3. Колір кульової блискавки буває різним: і червоним, і сліпучо-білим, і синім, і навіть чорним. Свідки бачили кульові блискавки всіх відтінків зеленого та оранжевого кольору.
4. Судячи з назви, всі блискавки повинні мати форму кулі, але ні, спостерігалися і грушоподібні, і яйцеподібні. Особливо щасливим спостерігачам була блискавка як конуса, кільця, циліндра і навіть як медузи. Хтось бачив за блискавкою білий хвіст.
5. Згідно зі спостереженнями вчених та свідченнями очевидців кульова блискавка може з'явитися в будинку через вікно, двері, піч, навіть просто виникнути ніби звідки. А ще вона може "видутися" з електричної розетки. На відкритому повітрі кульова блискавка може з'явитися з дерева та стовпа, спуститися з хмар або народитися від звичайної блискавки.
6. Зазвичай кульова блискавка невелика – сантиметрів п'ятнадцять у діаметрі або з футбольним м'ячем, але зустрічаються і п'ятиметрові гіганти. Живе кульова блискавка недовго – зазвичай трохи більше півгодини, рухається горизонтально, іноді обертаючись, зі швидкістю кілька метрів на секунду, іноді зависає у повітрі нерухомо.
7. Кульова блискавка світить, як лампа стоватна, іноді тріщить або пищить і зазвичай наводить радіоперешкоди. Часом пахне – окисом азоту чи пекельним запахом сірки. Якщо пощастить, вона тихо розчиниться у повітрі, але частіше вибухає, руйнуючи та оплавляючи предмети та випаровуючи воду.
8. «...Червоно-вишнева пляма видно на лобі, а вийшла з нього громова електрична сила з ніг у дошки. Ноги та пальці сині, черевик розірваний, а не пропалений...». Так описував смерть свого соратника та друга Ріхмана великий російський вчений Михайло Васильович Ломоносов. Він ще хвилювався, «щоб цей випадок не був витлумачений проти приростів наук», і мав рацію у своїх побоюваннях: у Росії тимчасово заборонили дослідження електрики.
9. У 2010 році австрійські вчені Йозеф Пір та Олександр Кендль з Університету Інсбрука припустили, що свідчення про кульові блискавки можна інтерпретувати як прояви фосфенів, тобто зорових відчуттів без впливу на око світла. Їх розрахунки показують, що магнітні поля певних блискавок з розрядами, що повторюються, індукують електричні поля в нейрони зорової кори. Таким чином, кульові блискавки є галюцинаціями.
Теорія була опублікована в науковому журналі Physics Letters A. Тепер уже прихильники існування кульових блискавок мають зареєструвати кульову блискавку науковою апаратурою, і таким чином спростувати теорію австрійських учених.
10. У 1761 році кульова блискавка проникла до церкви віденської академічної колегії, зірвала позолоту з карнизу вівтарної колони та відклала її на срібній кропильниці. Людям доводиться значно важче: у разі кульова блискавка обпалить. Але може й убити – як Георга Ріхмана. Ось вам і галюцинація!
Всі знають, як слід поводитись під час сильної грози, і майже нікому не страшні звичайні блискавки. Але чи зустрічалися ви з кульовими блискавками? Що за явище? Наскільки вони небезпечні?
Зовнішній вигляд
Кульові блискавки постають перед нами в різному вигляді, проте впізнати її завжди досить легко. Найчастіше в природі зустрічаються кульові блискавки у вигляді кулі, що світить.
Але буває, що вони набувають форми гриба, груші, краплі. Зустрічалися і такі екзотичні кульові блискавки, які набували форми бублика або млинця.
Колірна гама кульових блискавок вражає своєю різноманітністю: від чорного до прозорого, проте лідирують яскраві насичені помаранчеві, жовті та червоні кольори. Більше того, іноді важко розгадати колір кульової блискавки, тому що вона змінює його як хамелеон.
Розміри їх також можуть бути зовсім різними – від кількох сантиметрів до кількох метрів. Але найчастіше можна побачити плазмові кулі діаметром близько 20 див.
Вчені стверджують, що температура кульових блискавок може становити від 100 до 1000 градусів. Загадка явища полягає в тому, що перебуваючи поряд з блискавкою на відстані витягнутої руки, люди не відчували ніякого тепла, що виходить від блискавки, хоча за логікою, повинні були отримувати опіки.
Поведінка
Поведінка кульових блискавок не піддається жодному науковому обґрунтуванню. Вони незрозуміло просочуються крізь розетки в будинках, пробираються через найменші щілини, змінюючи при цьому свою форму, залежно від розмірів щілинки. Передбачити шлях кульової блискавки неможливо.
Вони можуть спокійно висіти на одному місці за кілька метрів від землі, а можуть нестись кудись зі швидкістю 10 м/с. Перебуваючи поруч із твариною чи людиною, вони можуть цікаво кружляти навколо і не завдавати ніякої шкоди, а можуть напасти і обпалити до смерті.
Ще один цікавий факт - тіла людей, які загинули від удару кульової блискавки, ще дуже довгий час не розкладаються, і на них не знаходять жодних слідів. Деякі вчені вважають, що блискавка зупиняє час у організмі.
Наукові та навколонаукові обґрунтування
У науці існує безліч гіпотез про походження та діяльність кульових блискавок. У лабораторіях вдається створювати об'єкти, схожі ними – плазмоїди. Але нікому ще вдавалося дати логічне пояснення цього явища.
Раніше вважалося, що обов'язковими умовами виникнення кульових блискавок є дощова погода та наявність звичайних лінійних блискавок. Одні вчені пояснюють появу блискавки тим, що під час грози між хмарами та поверхнею землі виникають короткохвильові електромагнітні коливання. Однак, коли кульові блискавки почали з'являтися навіть у сонячну суху погоду, це припущення розвіялося.
Інтерес представляє теорія, розроблена новозеландськими вченими. Вони провели експеримент і з'ясували, що коли звичайна блискавка вдаряється в ґрунт, в якому містяться силікати та органічний вуглець, утворюється в кулю з волокон кремнію та карбіду кремнію. При окисленні цих волокон куля починає світитися і нагріватися. Але поки що ця теорія не знайшла свого остаточного підтвердження.
Відсутність наукового обґрунтування появі кульових блискавок дає поштовх до розвитку навколонаукових теорій.
Отже, вигадок і здогадів про кульові блискавки неймовірна безліч. Хтось вважає їх спеціальними приладами, які стежать за життям на Землі. Хтось стверджує, що блискавки є позаземними істотами.
Поради: що робити при зустрічі з кульовою блискавкою
1. Головне правило: виявивши кульову блискавку – не робити різких рухів. Потік повітря може потягнути її за собою, тому не біжіть! Втекти від кульової блискавки ще можна на автомобілі, але тільки не самотужки.
2. Не повертайтеся до блискавки спиною, постарайтеся піти з її шляху і триматися якнайдалі від неї.
3. Перебуваючи у квартирі, відкрийте вікно. Як правило, вона вилетить назовні.
4. Не можна нічим кидатися в кульову блискавку, вона може вибухнути як бомба, і тоді опіки неминучі.
5. Якщо блискавка все ж таки зачепила людину, яка згодом знепритомніла, необхідно винести її на повітря, укутати в ковдру і відразу зробити штучне дихання перед приїздом швидкої допомоги.
Пам'ятайте, що в повсякденне життя ще не введені прилади для відведення кульової блискавки, тому будьте обережні та дотримуйтесь правил безпеки.
Кульова блискавка як утворюється і як поводитися, знати важливо кожній людині, тому що від зустрічі з нею не застрахований ніхто. Вчені вважають, що кульова блискавка – це особливий вид блискавки. Вона пересувається повітрям у вигляді вогняної кулі, що світиться (буває схожа і на гриб, краплю або грушу). Розміром кульова блискавка приблизно 10-20 см. Хто бачив її поблизу, кажуть, що всередині блискавки кулі проглядаються невеликі нерухомі деталі.
Кульова блискавка може проникати в закриті приміщення: вона з'являється з розетки, з телевізора, може з'явитися в кабіні пілота. Відомі випадки, коли кульові блискавки виникають в тому самому місці, вилітаючи із землі.
Кульова блискавка залишається для вчених загадковим явищем
Протягом тривалого часу вчені взагалі не визнавали того факту, що кульова блискавка існує. А коли з'являлися відомості про те, що хтось її побачив, списували на оптичний обман або галюцинації. Проте звіт фізика Франсуа Араго все змінив. Вчений систематизував та опублікував свідчення очевидців такого явища, як кульова блискавка.
Багато вчених з тих пір визнали існування в природі явища кульової блискавки, проте загадок через це не стало менше, навпаки – з часом їх стає тільки більше.
Незрозуміло в кульовій блискавці все: як ця дивовижна куля з'являється - вона виникає не тільки при грозі, а й ясним погожим днем. Незрозуміло з чого він складається – що за речовина, яка може проникнути через малесеньку лужку, а потім знову стати круглою. Фізики нині що неспроможні відповісти всі ці питання.
Теорій щодо кульової блискавки на сьогоднішній день існує чимало, проте обґрунтувати явище з наукового погляду поки що нікому не вдалося. У наукових колах дотримуються двох найпопулярніших сьогодні протилежних версій.
Кульова блискавка та її утворення відповідно до гіпотези №1
Домініку Араго вдалося не просто систематизувати всю зібрану інформацію, що стосується плазмової кулі, а ще й зробити пояснення щодо загадковості цього об'єкта. Версія вченого така, що кульова блискавка утворюється внаслідок специфічного впливу між азотом та киснем. Процес супроводжується виділенням енергії, яка стає причиною утворення блискавки.
За словами іншого вченого-фізика, Френкеля, цю версію можна ще додати іншою теорією. Вона передбачає утворення плазмової кулі з кулястого вихору, склад якого – пилові частинки та активні гази, створені електричним розрядом. Це зумовлює існування вихору-кулі протягом досить тривалого часу.
Ця версія підтверджується тим фактом, що виникнення плазмової кулі відбувається слідом за електричним розрядом саме там, де повітря запилене, а коли кульова блискавка пропадає, після неї залишається певна серпанок і специфічний запах. З цієї гіпотези можна дійти невтішного висновку про знаходження всієї енергії кульової блискавки всередині неї, отже, ця субстанція є накопичувач енергії.
Кульова блискавка та її утворення відповідно до гіпотези №2
За версією Капіци, кульова блискавка підживлюється радіохвилями, довжина яких може становити 35-70 см. Причина їх виникнення пов'язана з електромагнітними коливаннями – результатом взаємодії грозових хмар та земної кори.
Академік припустив, що вибухає кульова блискавка в той час, як несподівано припиняється подача енергії. Це може виглядати як зміна частоти електромагнітного коливання. Відбувається так званий процес «схлопування».
Знайшлися прибічники і другий гіпотези, проте за своєю природою кульова блискавка спростовує її. На сьогоднішній день за допомогою сучасної апаратури радіохвилі, про які згадує Капіца, після розрядів у атмосфері виявлено так і не було.
Протирече другий гіпотезі і масштабність події при вибуху кульової блискавки: розплавляються або розносяться на шматки предмети високої міцності, переламуються колоди величезної товщини, а ударною хвилею одного разу був перевернутий трактор.
Кульова блискавка вимагає особливої поведінки від того, хто з нею зустрівся
Якщо випала нагода зустрітися з кульовою блискавкою, паніку впадати, а тим більше метатися, ні в якому разі не потрібно. З нею треба поводитися, як з шаленим собакою. Жодних різких рухів або бігу, тому що при найменшому завихренні повітря, блискавка може попрямувати до цього місця.
Поведінка людини має бути неквапливою, спокійною. Потрібно постаратися якнайдалі триматися від блискавки, але спиною повертатися до неї не слід. Якщо плазмова куля знаходиться у приміщенні, бажано пробратися до вікна та відкрити кватирку. Куля може піддатися руху повітря та опинитися на вулиці.
По плазмовій кулі нічим не можна кидатися, тому що це загрожує вибухом, за яким неминучі великі проблеми, пов'язані з травмами та опіками. Іноді люди навіть зупиняють серце.
Опинившись поряд із людиною, якій не пощастило і блискавка його зачепила, довівши до втрати свідомості, їй слід надати першу допомогу та викликати невідкладну допомогу. Потерпілий повинен бути перенесений у приміщення, що провітрюється, і тепло укутаний. Крім того, людині необхідно зробити штучне дихання.
Природа кульової блискавки поки що залишається нерозгаданою. Це треба пояснити тим, що кульова блискавка – рідкісне явище, а оскільки досі немає вказівок на те, що явище кульової блискавки вдалося переконливо відтворити у лабораторних умовах, вона не піддається систематичному вивченню. Було висловлено багато гіпотетичних припущень про природу кульової блискавки, але те, про яке піде мова в цій замітці, мабуть, ще не висловлювалося. Головне, чому на нього слід звернути увагу, це те, що його перевірка призводить до певного напрямку експериментальних досліджень. Мені здається, що раніше висловлені гіпотези про природу кульової блискавки неприйнятні, оскільки вони суперечать закону збереження енергії. Це відбувається тому, що світіння кульової блискавки зазвичай відносять за рахунок енергії, що виділяється при якомусь молекулярному або хімічному перетворенні, і, таким чином, припускають, що джерело енергії, за рахунок якого світиться кульова блискавка, знаходиться в ній самій. Це зустрічає таку важливу скруту.
З основних уявлень сучасної фізики випливає, що потенційна енергія молекул газу в будь-якому хімічному чи активному стані менша за ту, яку потрібно витратити на дисоціацію та іонізацію молекул. Це дає можливість кількісно встановити верхню межу енергії, яка може бути запасена в газовій кулі, заповненій повітрям та розмірами з кульову блискавку.
З іншого боку, можна кількісно оцінити інтенсивність випромінювання її поверхні. Такі прикидкові обчислення показують, що верхня межа часу висвічування виходить набагато менше дійсно спостерігається у кульових блискавок. Цей висновок також підтверджується досвідченим шляхом з опублікованих даних про час висвічування хмари після ядерного вибуху. Така хмара відразу після вибуху, безсумнівно, є повністю іонізованою масою газу, і тому її можна розглядати як граничний запас потенційної енергії, що містить у собі. Тому, здавалося б, воно має висвічуватися за час більше, ніж кульова блискавка подібного розміру, що найбільш тривало існує, але насправді цього немає.
Оскільки запасена енергія хмари пропорційна обсягу (dі), а випромінювання - поверхні (dІ), то час висвічування енергії з кулі буде пропорційно d, його лінійному розміру. Повністю хмара ядерного вибуху при діаметрі d, що дорівнює 150 м, висвічується за час, менший, ніж 10 с, так що куля діаметром 10 см висвітиться за час, менший, ніж 0,01 с. Але насправді, як у літературі, кульова блискавка таких розмірів найчастіше існує кілька секунд, інколи ж навіть хвилину.
Таким чином, якщо в природі не існує джерел енергії, ще нам не відомих, то на підставі закону збереження енергії доводиться прийняти, що під час світіння кульової блискавки безперервно підводиться енергія, і ми змушені шукати це джерело енергії поза обсягом блискавки. Оскільки кульова блискавка зазвичай спостерігається "висить" у повітрі, безпосередньо не стикаючись з провідником, то найбільш природний і, мабуть, єдиний спосіб підведення енергії - це поглинання нею інтенсивних радіохвиль, що приходять ззовні.
Приймемо таке припущення за робочу гіпотезу і подивимося, як узгоджуються з нею найбільш характерні з описаних явищ, що супроводжують блискавку.
Якщо порівняти поведінку кульової блискавки з хмарою, що світиться, що залишилася після ядерного вибуху, то впадає в очі наступна істотна різниця. Після свого виникнення хмара ядерного вибуху безперервно зростає та безшумно тухне. Кульова блискавка протягом усього часу світіння залишається постійних розмірів і часто пропадає з вибухом. Хмара ядерного вибуху, наповнена гарячими газами з малою щільністю, спливає в повітря і тому рухається тільки вгору. Кульова блискавка іноді стоїть нерухомо, іноді рухається, але цей рух не має кращого напрямку по відношенню до землі і не визначається напрямом вітру. Тепер покажемо, що ця характерна різниця добре пояснюється висунутою гіпотезою.
Відомо, що ефективне поглинання електромагнітних коливань іонізованою газовою хмарою - плазмою - може відбуватися тільки при резонансі, коли власний період електромагнітних коливань плазми збігається з періодом випромінювання, що поглинається. При тих інтенсивностях іонізації, які відповідальні за яскраве свічення кулі блискавки, резонансні умови повністю визначаються його зовнішніми розмірами.
Якщо вважати, що частота, що поглинається, відповідає власним коливанням сфери, то потрібно, щоб довжина До поглинається хвилі була приблизно дорівнює чотирьом діаметрам кульової блискавки (точніше, л=3,65d). Якщо в тому ж обсязі іонізація газу слабка, то тоді, як відомо, період коливань плазми в основному визначається ступенем іонізації, причому відповідна резонансна довжина хвилі завжди буде більшою, ніж та, яка визначається розмірами іонізованого об'єму і, як ми вказали, дорівнює 3, 65d.
При виникненні кульової блискавки механізм поглинання можна собі уявити так: спершу є невеликий порівняно з (р/6)·dі об'єм плазми, але якщо іонізація його буде слабка, то все ж таки резонанс з хвилею довжини л=3,65d буде можливий і відбудеться ефективне поглинання радіохвиль. Завдяки цьому іонізація зростатиме, а з нею і початковий обсяг сфери, доки вона не досягне діаметра d. Тоді резонансний характер процесу поглинання визначатиметься лише формою блискавки, і це призведе до того, що розмір сфери кульової блискавки стане стійким.
Справді, припустимо, що інтенсивність коливань, що поглинаються, збільшується; тоді температура іонізованого газу трохи підвищиться і сфера роздується, але таке збільшення виведе її з резонансу і поглинання електромагнітних коливань зменшиться, сфера охолоне і повернеться до розмірів, близьких до резонансних. Таким чином можна пояснити, чому спостерігається діаметр кульової блискавки в процесі світіння залишається постійним.
Розміри кульових блискавок, що спостерігаються, лежать в інтервалі від 1 до 27 см. Згідно з нашою гіпотезою, ці величини, помножені на чотири, дадуть той діапазон хвиль, який відповідальний у природі за створення кульових блискавок. Найбільш часто спостерігаються діаметри кульових блискавок від 10 до 20 см відповідають довжини хвиль від 35 до 70 см.
Місцями, найбільш сприятливими для утворення кульових блискавок, очевидно будуть області, де радіохвилі досягають найбільшої інтенсивності. Такі місця відповідатимуть пучностям напруги, які утворюються при різноманітних можливих інтерференційних явищах. Завдяки підвищеній напрузі електричного поля в пучності, їх положення фіксуватиме можливі місця кульової блискавки. Такий механізм призводить до того, що кульова блискавка пересуватиметься з пересуванням пучності, незалежно від напрямку вітру або конвекційних потоків повітря.
Як можливий приклад такого фіксованого положення кульової блискавки розглянемо випадок, коли радіохвилі падають на поверхню, що проводить, і відбиваються. Тоді завдяки інтерференції утворюються стоячі хвилі та на відстанях, рівних До, довжині хвилі, помноженої на 0,25; 0,75; 1,25; 1,75; і т. д., утворюватимуться нерухомі в просторі пучності, в яких напруга електричного поля подвоюється в порівнянні з хвилею, що падає. Поблизу цих поверхонь завдяки підвищеній напрузі будуть сприятливі умови як для створення початкового пробою, так і для подальшого розвитку та підтримки іонізації у хмарі, що утворює кульову блискавку. Таким чином, поглинання електромагнітних коливань іонізованим газом може відбуватися лише у певних поверхнях, паралельних рельєфу землі. Це і фіксуватиме у просторі положення кульової блискавки.
Такий механізм пояснює, чому шарова блискавка зазвичай створюється на невеликій відстані від землі і часто пересувається в горизонтальних площинах. При цьому найменша відстань центру кульової блискавки до провідної поверхні дорівнює1/4 довжини хвилі і, отже, зазор між поверхнею, що відбиває, і краєм кулі повинен бути приблизно дорівнює його радіусу.
При інтенсивних коливаннях цілком можливо, щоб у ряді пучностей утворювалися окремі кульові блискавки, з відривом півдовжини хвилі друг від друга. Такі ланцюжки з кульових блискавок спостерігаються, вони звуться "чіткових" блискавок і навіть були зняті.
Наша гіпотеза також може пояснити, чому іноді кульова блискавка зникає з вибухом, який не завдає руйнувань. Коли підведення потужності раптово припиняється, то при малих розмірах остигання кулі станеться так швидко, що утворюється сфера розрідженого повітря, при швидкому заповненні якої виникає ударна хвиля невеликої сили. Коли ж енергія повільно висвічується, гасіння буде спокійним і безшумним процесом.
Висунута нами гіпотеза може дати задовільний пояснення, мабуть, найбільш незрозумілому з властивостей кульової блискавки - її проникненню в приміщення через вікна, щілини і частіше через труби. Потрапивши в приміщення, кулю, що світиться, протягом декількох секунд або ширяє, або бігає по проводах. Таких випадків описано стільки, що їхня реальність не викликає сумніву.
На наш погляд, дуже цікавий випадок, коли в аероплан, що перетинає грозову хмару на висоті 2800 м, влетіла кульова блискавка. Нашою гіпотезою всі ці явища пояснюються тим, що проникнення в замкнуті приміщення кульових блискавок відбувається завдяки тому, що вони йдуть шляхом короткохвильових електромагнітних коливань, що поширюються або через отвори, або по пічних трубах або проводах як по хвилеводах. Зазвичай розмір пічної труби відповідає тому критичному перерізу хвилеводу, в якому можуть вільно поширюватися хвилі довжиною до 30-40 см, що і знаходиться відповідно до розмірів кульових блискавок, що спостерігаються, проникають в приміщення.
Таким чином, гіпотеза про походження кульової блискавки за рахунок короткохвильових електромагнітних коливань може пояснити не тільки ряд інших відомих і незрозумілих явищ, пов'язаних із кульовою блискавкою, як-то: її фіксовані розміри, малорухливе положення, існування ланцюжків, вибухова хвиля при зникненні, - але також її проникнення до приміщення.
Тут слід порушити питання: чи не відбувається давно спостерігається у природі явище тліючого кистеобразного світіння, званого " вогні св. Ельма " , також з допомогою електромагнітних коливань, але слабкіших потужностей? До цього часу це світіння пояснювалося стіканням зарядів з вістря, що відбувається завдяки постійному напрузі, що виникає при великих різницях потенціалів між землею і хмарою. Таке пояснення було цілком природно до тих пір, поки це світіння спостерігалося на землі, де можна вказати замкнутий шлях постійного струму, але тепер описані випадки, коли "вогні св. Ельма" тривалий час спостерігаються на фюзеляжах літаків, що летять. Тому можливо, що тут висунута нами гіпотеза може допомогти вирішенню цієї проблеми.
Хоча висунута гіпотеза успішно дозволяє ряд основних труднощів розуміння процесу кульової блискавки, все ж таки слід зазначити, що цим ще питання до кінця не вирішується, так як потрібно ще показати існування в природі електромагнітних коливань, що живлять кульову блискавку. Тут у першу чергу потрібно відповісти на природне питання: чому під час грози випромінювання електромагнітних коливань в області тієї довжини хвилі, яка потрібна для створення блискавки, досі не описані в літературі?
Поки ще не було спрямовано на виявлення під час грози цих хвиль, нам здається, можна припустити таке. Оскільки кульова блискавка - рідкісне явище, то природно вважати, що виникнення відповідних радіохвиль теж рідко відбувається, крім того, ще рідше можна очікувати, щоб вони потрапляли на приймальні апарати в тій короткохвильовій області радіохвиль від 35 до 70 см, яка поки порівняно мало використовується. Тому, як наступний крок перевірки висунутих припущень слід виробити відповідний експериментальний метод спостереження, спробувати виявити під час грози радіовипромінювання у вказаному короткохвильовому діапазоні хвиль.
Що стосується джерела цих радіохвиль, то, мабуть, є два факти в спостереженнях над блискавками, які можуть допомогти пролити світло на механізм їх виникнення. Один з них - те, що кульова блискавка найчастіше виникає до кінця грози; другий - те, що кульовий блискавки безпосередньо передує звичайна.
Перший факт показує, що наявність іонізованого повітря допомагає створенню радіохвиль, а другий - що збудником цих коливань є грозовий розряд. Це веде до природного припущення, що джерелом радіохвиль є коливальний процес, що відбувається в іонізованій атмосфері або у хмари або землі. В останньому випадку, якщо джерело знаходиться біля землі, то район, захоплений інтенсивним радіовипромінюванням, буде обмежений і безпосередньо прилягатиме до місця, де знаходиться кульова блискавка. Інтенсивність радіоколивань може швидко падати при віддаленні від цього місця, і тому значних відстанях для спостереження буде потрібна чутлива апаратура. Якщо радіохвилі випромінюються найгрозовішою хмарою, то вони захоплюватимуть великі райони і їх виявлення навіть малочутливим приймачем не важко.
Нарешті, як другий можливий напрямок для експериментальної перевірки висунутої гіпотези треба вказати на можливість створення розряду, подібного до кульової блискавки, в лабораторних умовах. Для цього, очевидно, потрібно мати потужне джерело радіохвиль безперервної інтенсивності в дециметровому діапазоні і вміти їх фокусувати в невеликому обсязі. При достатній напрузі електричного поля повинні виникнути умови для безелектродного пробою, який шляхом іонізаційного резонансного поглинання плазмою повинен розвинутися в кулю, що світиться, з діаметром, рівним приблизно чверті довжини хвилі.