Галина Железняк - Загадочные явления природы

Наибольшее удивление вызывает способность шаровой молнии проделывать отверстия в стеклах окон и проникать через них (или через имеющиеся малые отверстия и щели) в помещения. Причем часто размеры этих отверстий много меньше самой шаровой молнии. Проходя сквозь отверстие, она сильно деформируется и как бы переливается через него. После прохождения она вновь восстанавливает свою форму.

Проникновение шаровой молнии в помещения связано с рядом причин. Во-первых, во многих помещениях имеется электро- и радиопроводка, вдоль которой часто перемещается молния. Во-вторых, как правило, в помещениях имеются проводящие или магнитные материалы. В-третьих, в результате разницы температур внутри и снаружи помещений создаются воздушные потоки в щелях, дымоходах и других отверстиях. Стекло в месте контакта в результате местного нагрева электронным и ионным потоками плавится и распыляется. В результате этого в стекле образуется отверстие, диаметр которого будет близок к диаметру перетяжки у полюса уходящего на бесконечность магнитного потока. Под воздействием разности давлений внутри и вне помещения или под воздействием электрического поля плазма шаровой молнии вместе с «вмороженным» в нее магнитным полем перетекает через это отверстие. Шаровая молния может полностью израсходовать всю свою энергию на плавление вещества.

Наблюдение голубого ореола у шаровой молнии, симптомы болезни людей, пострадавших от шаровой молнии, схожи с теми, какие бывают при сильном радиоактивном облучении, и являются косвенными признаками присутствия в ее спектре ультрафиолетового излучения достаточно значительной интенсивности.

Световой поток и цвет могут существенно различаться в разных конкретных условиях. Шаровая молния прозрачна для светового излучения. Имеются сообщения очевидцев, что сквозь шаровую молнию можно рассматривать окружающие предметы.

Энергия также изменяется в зависимости от состояния шаровой молнии. Часто, по многим сообщениям наблюдателей, шаровая молния не излучает тепла. Однако в других сообщениях отмечается, что поверхность шаровой молнии напоминала кипящую жидкость или что капли дождя испарялись с ее поверхности. Очевидно, что в этих случаях температура пленки изменялась от комнатной до 100 °C.

Достаточно часто наблюдатели, не сумев определить цвет шаровой молнии, сообщают о нескольких цветовых оттенках. Имеются также сообщения об «экзотических» черных шаровых молниях. Очевидно, что в основе этих наблюдений лежат те же физические причины, которые вызывают различные цветовые явления (игру красок) в экспериментах с мыльными пузырями. Многообразие расцветок последних обусловлено интерференцией световых лучей, отраженных от границ воздух — пленка и пленка — воздух. В зависимости от разности фаз этих лучей происходит усиление света определенной длины волны или гашение, вызывая тем самым игру красок на поверхности мыльного пузыря при изменении угла наблюдения. Подобные эффекты происходят при отражении световых лучей от границ воздух — водяная пленка и водяная пленка — воздух в условиях, когда интенсивность собственного излучения шаровой молнии меньше интенсивности падающего на нее излучения от внешних источников и не мешает наблюдению. Если толщина пленки много меньше длины волны световых лучей, то они отражаются от нее со сдвигом фаз, равным 180°. В результате интерференции такие лучи гасят друг друга, и шаровая молния окрашивается в черный цвет.

Значительную часть своей энергии шаровая молния теряет в виде тормозного излучения. Вывод, который можно сделать на основании некоторых сообщений, что пребывание заземленного человека на небольшом расстоянии от шаровой молнии не представляет для него опасности, является глубоко ошибочным. Это чревато сильным радиоактивным облучением и опасно для жизни.

Интерес к лабораторному получению шаровой молнии связан в большей степени с возможностью использования ее энергии.

Академик Петр Капица предполагал, что шаровая молния является продуктом коротковолнового излучения, возникающего в пространстве между облаками и поверхностью Земли. На основании этого предположения физик Питер Хэндел разработал целую теорию — мазер-солитонную.

Шаровая молния, согласно ей, является разрядом атмосферного мазера, и для возникновения видимого феномена нужны или очень большой объем воздушного пространства, или относительно небольшое помещение с проводящими стенами. По словам Хэндела, его теория находит подтверждение в виде трех достаточно хорошо известных фактов.

Во-первых, шаровые молнии никогда не образуются вблизи острых горных вершин, около верхних этажей небоскребов и в других высоких точках, которые, так сказать, привлекают молнии и где любят обосновываться специалисты по изучению этого атмосферного явления.

Например, исследователь молний Карл Бергер (Karl Berger) провел много лет в своей лаборатории на вершине горы Сальваторе в Лугано (Италия), изучая сотни и сотни обычных молний, но с шаровым разрядом он не встречался никогда.

Появляясь в городах, шаровая молния может вырывать из стен электрические щитки. Именно по этой причине многие специалисты по небесному электричеству сомневаются в существовании шаровых молний как таковых. Между тем, мазер-солитонная теория утверждает, что вблизи пиков образование шаровых молний невозможно. Импульс поля молнии, бьющей в высотный объект, образует довольно узкий конус, занимающий очень небольшой объем. Когда же молния бьет в какой-либо объект, располагающийся в плоской местности, то возникающий при этом импульс оказывается огромным: до десяти километров в ширину и до трех — в высоту.

Кроме того, известно, что шаровая молния, возникающая внутри зданий, салонов самолетов или в подводных лодках с проводящими корпусами, — безвредна. Энергия мазера в таких средах ограничивается 10 джоулями (в открытом пространстве энергия достигает 109 — 1010 Дж), а это совершенно не опасно.

Ну и, наконец, известно, что возникающая на открытом воздухе шаровая молния часто исчезает с мощным взрывом, который иногда вызывает серьезные разрушения. Причем на проводящие предметы этот взрыв воздействует сильнее, нежели на непроводящие. Например, известны случаи, когда шаровая молния, взрываясь, вырывала из стен домов электрощитки и швыряла их на середину улицы.

Согласно теории Хэндела, при резком исчезновении разряда, поглощавшего фотоны, возникшие вследствие мазерного эффекта, эти фотоны не только продолжают жить, но и начинают лавинообразно множиться. Одновременно происходит экспоненциальное расширение электрического поля. В результате образуются довольно значительные силы, и под их воздействием сложные конструкции, в которые входят различные диэлектрики, могут вовсе распадаться на части.

Существует еще теория возникновения шаровой молнии, предложенная сотрудником австралийского Института промышленных технологий физиком Джо Лоуком (John Lowke). По его мнению, источником энергии для шаровой молнии является электрическое поле, которое создают заряды, рассеивающиеся в земле после удара молнии. Они же контролируют движение шаровой молнии, так что оно никак не зависит от условий окружающей среды (например, шаровая молния может спокойно лететь против ветра). Лоук считает, что шаровая молния напоминает коронный разряд в газе и представляет собой последовательность электрических импульсов, сменяющих друг друга с миллисекундной частотой.

Итак, подведем некоторые итоги информационного исследования.

Шаровая молния, как правило, появляется во время грозы. Она представляет собой более или менее шаровидный объект диаметром около 25 сантиметров, однако индивидуальные размеры могут колебаться в довольно широких пределах, особенно в большую сторону, достигая нескольких метров. Очертания шара бывают как четкими, так и расплывчатыми. Чаще всего шаровая молния движется вблизи земли, иногда даже против ветра. Траектория движения бывает очень замысловатой. Шаровая молния может остановиться в воздухе, зависнуть над одним местом, затем двинуться дальше. Ее средняя скорость вблизи земли составляет около двух метров в секунду. Она обладает способностью проникать в здания даже через еле заметные отверстия. Иногда шаровая молния издает тихие свистящие, шипящие или жужжащие звуки.

Обычно шаровая молния существует в течение нескольких секунд, но порой это время растягивается на десятки секунд и даже минуты. Она или исчезает бесшумно, или взрывается с громким треском, испуская сверкающие искры. После исчезновения шаровой молнии часто остается резко пахнущая дымка. Природа шаровой молнии, представляющей собой ярко светящийся электрический разряд, в настоящее время изучена еще недостаточно.