Всего несколько лет назад предполагаемое событие шаровой молнии в Китае было случайно зафиксировано на спектрографе после удара молнии по земле, что дало исследователям пробой электромагнитного спектра.
Раскаленный воздушный шар
- Легенда о шаровых молниях
- «Проходит через стекла»: что делать при встрече с шаровой молнией
- Вы точно человек?
- Загадки шаровой молнии
Существуют ли шаровые молнии? Наблюдения и эксперименты
Шаровая молния от линейной может отличаться «поведением», она может застывать в воздухе, но затем будет двигаться по прямой к интересующему предмету именно поэтому шаровая молния гораздо опаснее линейной. Шаровая молния от линейной может отличаться «поведением», она может застывать в воздухе, но затем будет двигаться по прямой к интересующему предмету именно поэтому шаровая молния гораздо опаснее линейной. Научные обоснования шаровой молнии, свидетельства очевидцев, история исследования, обыгрывание темы в научной фантастике.
Суть видимого феномена шаровой молнии
- Пугающее природное явление: почему ученые до сих пор не могут разгадать тайну шаровой молнии
- Публикации
- Подписка на дайджест
- Шаровая молния — самое таинственное природное явление
Загадка шаровой молнии и теплоход «Кунгур», бороздящий просторы Арктики
А ученые до сих пор не смогли воспроизвести это явление, чтобы окончательно объяснить — что это за светящиеся электрические шары. Но как избежать неприятностей при встрече с ними, физикам известно. Ясно, что это какая-то необычная форма материи, типа плазмы», — говорит о шаровой молнии кандидат технических наук доцент кафедры общей физики НГТУ Валерий Христофоров. Он отмечает, что, во-первых, встречаются совершенно разные описания шаровой молнии. А есть описанные в литературе ситуации, когда на двух мирно беседующих человек на улице опускается шаровая молния больших размеров, но сильно разреженная, и они этого не замечают, а потом она улетает», — приводит примеры физик. Виды облаков и их значение.
ФОТО А во-вторых, шаровую молнию очень сложно воспроизвести в контролируемых условиях. Ученые пытались получить что-то похожее, но удачных опытов до сих пор нет. Это довольно редкое явление и спонтанное, но обычно оно возникает во время грозы.
Выяснилось, что спектр таких молний содержит помимо линий азота, присущих обычным молниям линии железа, кремния и кальция. Увы, полученной информации оказалось слишком мало, чтобы считать ее сенсацией.
Впрочем, в последние годы все чаще шаровые молнии стали попадать в объектив камер. Некоторые ролики быстро окрестили фейковыми или же в них наблюдалось иное явление: например, мощное искрение проводов в темноте образует форму шара, который можно принять за шаровую молнию. Под нее же может попасть и воспламенение метана, выходящего из почвы. Некоторого прогресса удалось добиться и команда ученых из Финляндии и США, которым удалось создать синтетический электромагнитный узел шаровой формы. Таким образом ученые склоняются к тому, что шаровые молнии носят не только электрическую, но и квантовую природу.
Что такое шаровая молния? При всем дефиците достоверной информации о феномене шаровых молний, ученым все успешнее удается найти теоретические основы для этого явления. Наибольшее распространение получает теория, что шаровая молния — это ионизированный сгусток плазмы, который провоцируется разрядом обыкновенной молнии. Иными словами, это индукционный разряд в вихревом кольце. Температура шара может составлять до 1000 градусов Цельсия.
Впрочем, со слов очевидцев, очутившиеся поблизости от такого огненного шара люди не чувствовали тепла — вероятно, оно концентрируется внутри шара.
Какова природа происхождения шаровых молний? Что это вообще такое? Сегодня мы собрали самые интересные факты об этом таинственном явлении и с их помощью попробуем разобраться в вопросе.
Увеличенные цветные изображения реальной шаровой молнии в разное время. Источник: journals. Есть предположения, что огненный шар состоит из электронов и ионизованных ионов.
Оцуки и Х.
Пятикиловаттный магнетрон генерировал электромагнитное излучение на частоте 2,45 ГГц, которое направлялось на резонатор сечением 161х370 мм. Была сформирована стоячая волна с шестью узлами. В этих узлах - областях максимальной интенсивности поля - возникали плазменные разряды различного вида, которые порой сохранялись 1-2 с после выключения генератора. Разряды были неподвижными или перемещались, и своим поведением очень напоминали шаровую молнию.
Так, плазменное образование светилось попеременно белым, синим, красным, оранжевым цветом, самопроизвольно выходило за пределы полости резонатора, по волноводу которого поступала энергия. Еще большее сходсство с шаровой молнией проявилось и тогда, когда на выходе из резонатора была помещена керамическая пластинка толщиной 3 мм. Плазменное образование проникло за ее пределы, ничуть ее не повредив. Именно так проникает шаровая молния через различные диэлектрики, например, стекло.
Загадка для физиков: что такое шаровая молния
Кто-то утверждает, что после встречи с шаровой молнией у них открылся дар ясновидения, магнетизм и способность исцелять. При встрече с шаровой молнией не проявляйте по отношению к ней никакой агрессивности, по возможности сохраняйте спокойствие и не двигайтесь. Существует ли шаровая молния на самом деле?, Где можно встретить явление?, От чего зависит появление молнии, как она формируется?, Как она выглядит и как себя ведет?, В чем опасность шаровой молнии, как вести себя при встрече? А если хотите поделиться своей новостью, просто создайте пост с тегами Шаровая молния и Наука.
Пугающее природное явление: почему ученые до сих пор не могут разгадать тайну шаровой молнии
Не исключено, что в ближайшие годы загадка шаровой молнии будет все-таки разгадана и все ее «странности» получат научное объяснение. Очевидцем шаровой молнии стал бенедиктинский монах XII века Джервас (Gervase) из Кентерберийского собора. Так почему ученые не могут воспроизвести шаровую молнию в лабораторных условиях? Иногда шаровая молния взрывается при столкновении с каким-нибудь предметом или без видимой причины.
Вы точно человек?
Таковыми были выводы исследователей из университета Калифорнии в Дэвисе, и Китайской.. Исследователи из Университета Торонто Канада выяснили, как мозг обездвиживает мышцы во время сна. В норме наши мышцы отдыхают, какие бы насыщенные сны нам ни снились. Но при неврологических недугах,.. В рамках своего исследования он также рассказал о некой теоретической фрактальной структуре, напоминающей по форме бабочку. Фактически, это график, описывающий колебания.. Исследователи из Мичиганского университета США обнаружили белок, отвечающий за бессмертие и "вечную юность" стволовых клеток. Они, как известно, могут превращаться в другие типы клеток, а могут..
Ещё один очень распространённый в земной коре элемент, алюминий, излучает за пределами диапазона, который воспринимают использовавшиеся учёными камеры, так что его линий на спектре нет. Это возможное подтверждение гипотезы новозеландских учёных Джона Абрахамсона и Джеймса Динисса, которые предположили, что шаровая молния — это облако окисляющихся раскалённых наночастиц почвы, образовавшееся в момент удара обычной молнии. Спектр шаровой молнии. В левой части — линии железа, кремния и кальция, в правой — линии атмосферного кислорода и азота Впрочем, единственный случай наблюдения шаровой молнии с помощью научной аппаратуры — это слишком мало, чтобы делать какие-либо выводы. Вполне возможно, что шаровые молнии бывают разных типов, и имеют разную природу. Так, есть свидетельства о молниях, которые наблюдали пилоты самолётов вдали от поверхности земли.
Но экипажу повезло: все обошлось небольшим повреждением лопасти пропеллера. Девять лет спустя с шаровой молнией встретился другой Ли-2, тот «шарик» добавил пилотам немало седых волос. Самолет шел над Кольским полуостровом, обходя циклон. Шар ударил в носовую часть самолета, раздался звук, подобный ружейному выстрелу. Экипаж и пассажиры увидели красные полосы разрядов, заскользившие по обшивке. После столкновения стрелка магнитного компаса несколько минут беспорядочно металась из стороны в сторону. Выяснилось, что компас и вся радиоаппаратура самолета вышли из строя. Пилоты все-таки дотянули до аэродрома. После приземления они обнаружили несколько поврежденных заклепок в передней части фюзеляжа и два отверстия диаметром 1,5-2 см в задней кромке руля высоты. Разумеется, не все рассказы следует принимать на веру. Многие очевидцы склонны к фантазиям и преувеличениям, но невозможно отмахнуться от феномена, существование которого подтверждено фото- и киносъемками. Поэтому шаровые молнии изучают и маститые ученые, и многочисленные энтузиасты. Исследование шаровых молний Исследуют это таинственное явление полтора столетия. Первопроходцем стал французский физик Доминик Араго - автор книги, в которой описывалось 30 случаев наблюдения шаровых молний. С современной статистикой около 10 тыс. Впрочем, скоро удалось выявить прямую связь «шарика» с проявлениями атмосферного электричества - проще говоря, обычной линейной молнией, вспышки которой сопровождают любую грозу. Но эта молния досконально изучена и вполне предсказуема, а «шарик» словно играет с учеными, порой опровергая все их знания. Некоторые выдающиеся умы, в том числе Никола Тесла и Петр Капица, сообщали, что им удалось в лабораторных условиях получить шарообразный светящийся газовый разряд. Советский ученый даже менял цвет и яркость свечения разряда, добавляя различные органические соединения. Тайна разгадана? Никто так и не смог доказать, что полученный газовый разряд и есть шаровая молния. К тому же лабораторные опыты - это одно, а полевые условия - совсем другое. Феномен шаровой молнии Как образуется феномен в природе, чем объяснить причудливую траекторию движения «шарика», способного ловко облетать попадающиеся на пути предметы, каким образом он проникает в помещения сквозь маленькие щели, почему в одних случаях прикосновение молнии не причиняет вреда, а в других оставляет сильные ожоги? Логичного научного объяснения нет, зато есть идеи. Все рассуждения, призванные объяснить природу шаровой молнии, условно можно разделить на две группы. Первая объединяет теории, согласно которым шаровая молния зависима от энергии, получаемой извне. Ко второй относятся гипотезы о том, что «шарик» после своего возникновения становится полностью независимым от внешних источников энергии. Многие ученые склоняются к версии академика Капицы, объяснявшего феномен возникновением коротковолновых электромагнитных колебаний в пространстве между грозовыми тучами и земной поверхностью.
Квантовая теория света объясняет световое давление, как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам вещества. Подтверждающим эту теорию является опыт с крыльчаткой, в прозрачной колбе, в среде вакуума. Луч, направленный на крыльчатку, заставляет её вращаться. И чем выше мощность этого луча, тем быстрее будет вращаться крыльчатка. Естественно, если лазерный луч попадет в искусственно полученную шаровую молнию, к тому же обладающую достаточно большим энергетическим потенциалам, то она начнет двигаться с нарастающей скоростью к объекту поражения. Для того, чтобы доказать факт, следования шаровой молнии за лучом лазера проделаем следующий опыт. Аналогом шаровой молнии возьмем обыкновенный мыльный пузырь. Он, как и шаровая молния обладает мениском поверхностным натяжением , который и формирует шар. Теперь возьмем тонкую палочку, намочим её в мыльном растворе и аккуратно проткнем ею мыльный пузырь. Когда нам этот опыт удался, начнем двигать палочку в различных направлениях. Мыльный пузырь, при этом, будет послушно следовать за палочкой, возможно едва отставая от неё, за счет своей инерции покоя. Но при этом каждый раз он будет стремиться занять положение, с палочкой по его середине. Подобно описанному опыту с мыльным пузырем, будет вести себя и шаровая молния. Кстати, самолет, вооруженный двумя такими установками передний и задний секторы , будет вооружен и защищен до тех пор, пока у него будет работать его двигатель, обеспечивающий установки, генерирующие шаровые молнии, энергией. Принципиальное отличие стелларатора от токамака заключается в том, что магнитное поле для удержания плазмы полностью создаётся внешними катушками, что, помимо прочего, позволяет использовать его в непрерывном режиме, для получения электроэнергии. Подобные установки работают во многих странах, как экспериментальные с 1954 года. Предполагается, что на этих установках должна быть получена самая дешевая, и самая безопасная электроэнергия в больших объемах. Над этой проблемой бьются лучшие мировые умы, но пока дальше экспериментов дело не идет. Основные проблемы ТОКОМАКа заключаются в том, что не получается удержание плазмы длительное время в торовой камере, а так же существует проблема «первой стенки», загрязняющей плазменный «шнур». Удержание плазмы магнитным полем не является абсолютным, и часть горячих заряженных частиц продолжает выходить на стенку камеры за счет диффузии поперек магнитного поля, а также при прорыве в плазму. Кроме этого, магнитное поле никак не задерживает излучение и нейтральные частицы, которые также передают на стенку, значительную часть энергии из плазмы. Лев Андреевич Арцимович стоял у истоков теории термоядерного синтеза, и руководил работами на первых термоядерных установках «Токамак». Главной причиной, относительных неудач, по налаживанию стабильной работы установок термоядерного синтеза, является, на мой взгляд, работа «плазменного шнура» в условиях вакуума. Между первой стенкой установки и плазмой должен существовать барьер в виде озона, заряженного тем же потенциалом, что и сам «плазменный шнур».
Пугающее природное явление: почему ученые до сих пор не могут разгадать тайну шаровой молнии
И если в спектре классической молнии присутствуют линии ионизированного азота, то в спектре шаровой молнии были обнаружены линии железа, кремния, а также кальция. Попыток было немало, но все они были мало похожи на то, что описывают очевидцы. Да и продолжительность «жизни» лабораторного образца не превышало нескольких секунд, хотя природная может прекрасно существовать до нескольких минут. К сожалению, вопросов до сих пор остается больше, чем ответов.
Из какого вещества состоит молния, если она способна проникать не только через окна или двери, но и маленькие щели и вновь принимать исходную форму? Как, например, это было 6 августа 1944 года в небольшом шведском городке Уппсала, когда шаровая молния прошла через закрытое окно, оставив после себя аккуратное отверстие диаметром в 5 см. Если это газ, то почему молния не взмывает вверх как воздушный шарик, ведь ее содержимое нагрето как минимум до сотен градусов?
Откуда исходит излучение: с поверхности или из всего объема?
Ответы на эти и другие вопросы даст Общественное телевидение России. Светящийся шар, который плавает по воздуху — примерно так можно описать шаровую молнию.
Физики до сих пор не пришли к единой теории, объясняющей ее появление. До недавнего времени ни одна установка не могла в лабораторных условиях повторить шаровую молнию так, как ее описывали очевидцы. Шаровые молнии обычно появляются перед грозой, во время или после нее.
Они возникают, если в землю и разные предметы бьют сильные и точечные молниевые разряды, объяснил в беседе с ОТР ведущий научный сотрудник физического факультета МГУ, доктор физико-математических наук, академик РАЕН Владимир Бычков. Такие условия типичны для появления шаровых молний», — отметил ученый. История умалчивает о том, кто именно заявил о феномене шаровой молнии.
Однако считается, что французский физик и астроном Франсуа Араго первым в мире собрал и систематизировал все свидетельства очевидцев об этом явлении. Во второй половине XIX века он описал 30 случаев. Статистика оказалось небольшой, потому что многие современники ученого принимали шаровую молнию за оптическую иллюзию, а не что-то реальное.
Из советских ученых большой вклад в изучение феномена внесли академик Петр Капица и Игорь Стаханов. Линейную молнию обычно видно издалека, и за ней, как правило, наблюдают сразу несколько человек. А шаровую можно заметить только примерно с 10 метров.
По этой причине тех, кто видел ее своими глазами, намного меньше, объяснил Владимир Бычков. Но тем не менее существует много людей, которые видят шаровые молнии, есть и те, кто несколько раз их видел.
Органические вещества в почве, например, палая листва или корни растений быстро сгорают, отнимая кислород у окиси кремния, так что в итоге остается раскаленный кремниевый газ. Тот, в свою очередь, начинает интенсивно окисляться в воздухе, приводя к образованию раскаленного шара, который сгорает в течение считанных секунд. Израильским ученым из тель-авивского университета уже удалось в 2006 году получить шаровую молнию в лабораторных условиях, ударив мощным электрическим разрядом по пластинкам оксида кремния.
Однако документальных подтверждений теории Абрахамсона об образовании шаровой молнии в природе до сих пор не было. Благодаря открытию китайских ученых впервые удалось с помощью спектрографа определить состав удивительной светящейся сферы в естественных условиях.
К сожалению, он был весьма далеко, поэтому рассмотреть его детали и структуру было невозможно», — рассказал физик в беседе с «Газетой. Проведя с того момента множество экспериментов, Бычков пришел к выводу, что виденный им шар, как и другие шаровые молнии, — это раскаленный и заряженный пар внутри псевдотвердой оболочки. А возникают они так: «Обычная молния ударяет в земную поверхность. Выделенная энергия испаряет часть грунта и образует в нем каверну. Внешние слои парового облака быстро застывают и запирают пар внутри, формируя шар. Этот шар вылетает из грунта со скоростью звука, но в конце концов под действием атмосферы должен затормозить, — именно из-за большой начальной скорости людям кажется, что шаровые молнии появляются из ниоткуда», — объясняет свою теорию Бычков. Говоря простыми словами, шаровая молния в рамках этой концепции подобна воздушному шарику, надутому горячим газом.
Если температура объекта составляет пару тысяч градусов или больше, то он будет светиться очень ярко. Однако, по описанию многих свидетелей, шаровые молнии не всегда падают на землю, как воздушный шарик, а способны левитировать. Это можно объяснить наличием электрического заряда. Молнии могут иметь как положительный, так и отрицательный заряд, а поверхность земли заряжена отрицательно. Поскольку два тела с зарядом одного знака отталкиваются друг от друга, шаровая молния, возникшая от удара отрицательной линейной молнии, будет левитировать над землей. Оболочка такой шаровой молнии, как правило, состоит из оксидов, например, SiO2, основного материала песка, но может содержать и Al2O3. Толщина стенки не должна превышать нескольких микрон, но ее прочность позволяет выдерживать значительные перепады давления между атмосферой и паром внутри. Как это удалось узнать? Излагаемая Бычковым теория может кому-то показаться фантастикой, но она основана на лабораторных опытах последних нескольких лет.
Они были устроены по-разному, но в основном в них использовали электрический разряд, попадающий в твердый материал, — то есть имитировали попадание линейной молнии в грунт.