Попадання кульової блискавки. Як виглядає кульова блискавка? Як вона утворюється та чим небезпечна (фото)? Кластерна гіпотеза кульової блискавки
Кульова блискавка
Кульова блискавка
Кульова блискавка- куля, що світиться плаває в повітрі, унікально рідкісне природне явище, єдиної фізичної теорії виникнення і перебігу якого до теперішнього часу не представлено. Існує близько 400 теорій, що пояснюють явище, але жодна з них не отримала абсолютного визнання в академічному середовищі. У лабораторних умовах схожі, але короткочасні явища вдалося отримати кількома різними способами, але питання єдиної природі кульової блискавки залишається відкритим. Станом на кінець XX століття не було створено жодного досвідченого стенду, на якому це природне явище штучно відтворювалося б відповідно до описів очевидців кульової блискавки.
Широко поширена думка, що кульова блискавка - явище електричного походження, природної природи, тобто є особливого виду блискавку, що існує тривалий час і має форму кулі, здатної переміщатися непередбачуваною, іноді дивовижною для очевидців траєкторії.
Традиційно достовірність багатьох свідчень очевидців кульової блискавки залишається під сумнівом, у тому числі:
- за фактом спостереження хоч якогось явища;
- факт спостереження саме кульової блискавки, а не якогось іншого явища;
- окремих подробиць наведених у свідоцтві очевидця явища.
Сумніви щодо достовірності багатьох свідчень ускладнюють вивчення явища, а також створюють ґрунт для появи різних спекулятивно-сенсаційних матеріалів, нібито пов'язаних із цим явищем.
Кульова блискавка зазвичай з'являється у грозову, штормову погоду; найчастіше, але не обов'язково, поряд із звичайними блискавками. Але є багато свідчень її спостереження у сонячну погоду. Найчастіше вона хіба що «виходить» із провідника чи породжується звичайними блискавками, іноді спускається з хмар, у поодиноких випадках - несподівано з'являється у повітрі чи, як повідомляють очевидці, може вийти з якогось предмета (дерево, стовп).
У зв'язку з тим, що поява кульової блискавки як природного явища відбувається рідко, а спроби штучно відтворити його в масштабах природного явища не вдаються, основним матеріалом для вивчення кульових блискавок є свідчення непідготовлених до проведення спостережень випадкових очевидців, проте деякі свідчення дуже докладно описують кульову блискавку та достовірність цих матеріалів не викликає сумнівів. У деяких випадках сучасні очевидці зробили фото та/або відеозйомку явища.
Історія спостережень
Розповіді про спостереження кульової блискавки відомі вже дві тисячі років. У першій половині XIX століття французький фізик, астроном і дослідник Ф. Араго, можливо першим в історії цивілізації, зробив збір і систематизував всі відомі на той час свідчення появи кульової блискавки. У його книзі було описано 30 випадків спостереження кульових блискавок. Статистика невелика, і не дивно, що багато фізиків XIX століття, включаючи Кельвіна і Фарадея, за свого життя були схильні вважати, що це або оптична ілюзія, або явище зовсім іншої, неелектричної природи. Проте кількість випадків, докладність опису явища і достовірність свідчень зростала, що привернула увагу вчених, зокрема великих фізиків.
Наприкінці 1940-х років. над поясненням кульової блискавки працював П. Л. Капіца.
Великий внесок у роботу зі спостереження та опису кульової блискавки вніс радянський вчений І. П. Стаханов, який разом із С. Л. Лопатниковим у журналі «Знання - сила» у 1970-х роках. опублікував статтю про кульові блискавки. Наприкінці цієї статті він доклав анкету та попросив очевидців надіслати йому свої докладні спогади цього явища. В результаті він накопичив велику статистику - більше тисячі випадків, що дозволило йому узагальнити деякі властивості блискавки кульової і запропонувати свою теоретичну модель кульової блискавки.
Історичні свідоцтва
Гроза у Вайдкомб Мур
21 жовтня 1638 року блискавка з'явилася під час грози в церкві села Вайдкомб Мур графства Девон в Англії. Очевидці розповідали, що до церкви влетіла величезна вогненна куля близько двох з половиною метрів у поперечнику. Він вибив зі стін церкви кілька великих каменів та дерев'яних балок. Потім куля, нібито, зламала лави, розбила багато вікон і наповнила приміщення густим темним димом із запахом сірки. Потім він розділився навпіл; перша куля вилетіла назовні, розбивши ще одне вікно, друга зникла десь усередині церкви. В результаті 4 людей загинуло, 60 отримали поранення. Явище пояснювали «настанням диявола», або «пекельним полум'ям» і звинуватили у всьому двох людей, які наважилися грати у карти під час проповіді.
Випадок на борту «Кетрін енд Марі»
У грудні 1726 деякі британські газети надрукували уривок з листа якогось Джона Хоуелла, який знаходився на борту шлюпа «Кетрін енд Марі». «29 серпня ми йшли затокою біля берегів Флориди, як раптом з частини корабля вилетіла куля. Він розбив нашу щоглу на 10000 частин, якби це взагалі було можливо, і розніс бімс у тріски. Також куля вирвала три дошки з бічної обшивки, з підводної та три з палуби; вбив одну людину, поранив руку іншій, і якби не рясні дощі, то наші вітрила були б просто знищені вогнем».
Випадок на борту "Монтаг"
Про значні розміри блискавки повідомляється зі слів корабельного доктора Грегорі в 1749 році. Адмірал Чемберс на борту Монтаг близько полудня піднявся на палубу заміряти координати судна. Він помітив досить велику блакитну вогненну кулю на відстані близько трьох миль. Негайно був відданий наказ спустити топселі, але куля рухалася дуже швидко, і перш ніж вдалося змінити курс, вона злетіла практично вертикально і перебуваючи не вище сорока-п'ятдесяти ярдів над оснащенням, зникла з потужним вибухом, який описується, як одночасний залп тисячі гармат. Верхівка грот-щогли була знищена. П'ятьох людей збило з ніг, один із них отримав безліч забій. Куля залишила по собі сильний запах сірки; перед вибухом його величина досягала розмірів млинового жорна.
Смерть Георга Ріхмана
У 1753 році Георг Ріхман, дійсний член Петербурзької Академії Наук, загинув від удару кульовою блискавкою. Він винайшов прилад для вивчення атмосферної електрики, тому коли на черговому засіданні почув, що насувається гроза, терміново вирушив додому разом із гравером, щоб сфотографувати явище. Під час експерименту з приладу вилетіла синювато-оранжева куля і вдарила вченого прямо в лоб. Пролунав оглушливий гуркіт, схожий на постріл рушниці. Ріхман упав мертвий, а гравер був оглушений і збитий з ніг. Пізніше він описав те, що сталося. На лобі вченого залишилася маленька темно-малинова цятка, його одяг був обпалений, черевики розірвані. Дверні одвірки розлетілися в тріски, а самі двері знесло з петель. Пізніше огляд місця події зробив особисто М. В. Ломоносов.
Випадок з кораблем «Уоррен Хастінгс»
Одне британське видання повідомляло про те, що в 1809 році корабель «Уоррен Хастінгс» під час шторму «атакувало три вогняні кулі». Команда бачила, як один із них спустився і вбив людину на палубі. Того, хто вирішив забрати тіло, вдарив другу кулю; його збило з ніг, на тілі залишилися легкі опіки. Третя куля вбила ще одну людину. Команда зазначила, що після події над палубою стояв огидний запах сірки.
Ремарка у літературі 1864 року
У виданні "A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar" 1864 Ебенезер Кобем Брюер розмірковує про "кулясту блискавку". У його описі блискавка постає як вогненна куля, що повільно рухається, з вибухонебезпечного газу, яка іноді спускається до землі і рухається вздовж її поверхні. Також зазначається, що кулі можуть ділитися на кулі меншого розміру і вибухати «подібно до гарматного пострілу».
Опис у книзі «Блискавка і свічення» Вільфріда де Фонвьюеля
Книга французького автора повідомляє про приблизно 150 зустрічах з кулястою блискавкою: «Зважаючи на все, кулясті блискавки сильно притягуються металевими предметами, тому вони часто виявляються біля балконних перил, водопровідних і газових труб. Вони не мають певного забарвлення, відтінок їх може бути різний, наприклад, у Кетен у герцогстві Ангальт блискавка була зеленою. М. Колон, заступник голови Паризького Геологічного Товариства бачив, як куля повільно спустилася вздовж кори дерева. Торкнувшись поверхні землі, він підстрибнув і зник без вибуху. 10 вересня 1845 року в долині Корреце блискавка влетіла на кухню одного з будинків села Саланьяк. Куля прокотилася через все приміщення, не завдаючи жодної шкоди людям, які там знаходяться. Діставшись до хліва, що межує з кухнею, він несподівано вибухнув і вбив випадково замкнену там свиню. Тварина не була знайома з чудесами грому і блискавки, тому наважилася запахнути непристойним і неналежним чином. Рухаються блискавки не дуже швидко: деякі бачили, як вони зупиняються, але від цього кулі приносять не менше руйнувань. Блискавка, яка влетіла до церкви міста Штральзунд, під час вибуху викинула кілька маленьких куль, які теж вибухали як артилерійські снаряди.»
Випадок із життя Миколи II
Останній російський імператор Микола II у присутності свого діда Олександра II спостерігав явище, яке він назвав «вогненною кулею». Він згадував: «Коли мої батьки були у від'їзді, ми з дідусем чинили обряд всеношного чування в Олександрійській церкві. Була сильна гроза; здавалося, що блискавки, що йдуть одна за одною, готові струснути церкву і весь світ прямо вщент. Раптом стало зовсім темно, коли порив вітру відчинив ворота церкви і згасив свічки перед іконостасом. Пролунав грім сильніший за звичайний, і я побачив, як у вікно влетіла вогненна куля. Куля (це була блискавка) покружляла на підлозі, пролетіла повз канделябр і вилетіла через двері до парку. Моє серце завмерло від страху і я глянув на дідуся - але його обличчя було спокійне. Він перехрестився з таким самим спокоєм, як і коли блискавка пролітала повз нас. Тоді я подумав, що злякатися, як я – це неналежно і немужньо… Після того, як куля вилетіла, я знову глянув на дідуся. Він трохи посміхнувся і кивнув мені. Страх мій зник, і я більше ніколи не боявся грози».
Випадок із життя Алістера Кроулі
Відомий британський окультист Алістер Кроулі говорив про явище, яке він називав «електрикою у формі кулі» і яке він спостерігав у 1916 році під час грози на озері Пасконі у Нью-Гемпширі. Він сховався в невеликому заміському будинку, коли «у безмовному здивуванні помітив, що на відстані шести дюймів від мого правого коліна зупинилася сліпуча куля електричного вогню трьох-шостіх дюймів у діаметрі. Я дивився на нього, а він раптом вибухнув із різким звуком, який неможливо було сплутати з тим, що буяло зовні: шумом грози, стукотом граду чи потоками води та тріском дерева. Моя рука була найближчою до кулі і вона відчула лише слабкий удар».
Інші свідчення
Під час Другої світової війни підводники багаторазово і послідовно повідомляли про маленькі кульові блискавки, що виникають у замкнутому просторі підводного човна. Вони з'являлися при включенні, вимкненні або неправильному включенні батареї акумуляторів або у разі відключення або неправильного підключення високоіндуктивних електромоторів. Спроби відтворити явище, використовуючи запасну батарею підводного човна, закінчувалися невдачами та вибухом.
6 серпня 1944 року в шведському місті Упсала кульова блискавка пройшла крізь закрите вікно, залишивши за собою круглу дірку близько 5 см у діаметрі. Явлення не лише спостерігали місцеві жителі, а й також спрацювала система стеження за розрядами блискавки Уппсальського університету, що знаходиться на відділенні електрики та блискавки.
У 1954 році фізик Domokos Tar спостерігав блискавку у сильну грозу. Він описав побачене досить докладно. Це сталося на острові Маргарет на Дунаї. Було десь 25-27 градусів за Цельсієм, небо швидко затягнуло хмарами та почалася сильна гроза. Поблизу не було нічого, де можна було б сховатися, поруч був одинокий кущ, що гнуло вітром до землі. Раптом приблизно за 50 метрів від мене в землю вдарила блискавка. Це був дуже яскравий канал 25-30 см у діаметрі, він був точно перпендикулярний поверхні землі. Десь дві секунди було темно, а потім на висоті 1,2 м з'явилася гарна куля діаметром 30-40 см. Вона з'явилася на відстані 2,5 м від місця удару блискавки, так що це місце удару було прямо посередині між кулею кущем. Куля блищала подібно до маленького сонця і оберталася проти годинникової стрілки. Вісь обертання була паралельна землі та перпендикулярна лінії „кущ-місце удару-куля“. У кулі було також один-два червоні завитки, але не такі яскраві, вони зникли через частки секунди (~0,3 с). Сама куля повільно рухалася по горизонталі по тій самій лінії від куща. Його кольори були чіткими, а сама яскравість – постійною на всій поверхні. Обертання більше не було, рух відбувався на незмінній висоті та з постійною швидкістю. Зміни у розмірах я більше не помітив. Пройшло ще приблизно три секунди - куля різко зникла, причому абсолютно беззвучно, хоча через шум грози я міг і не почути». Сам автор припускає, що різниця температур усередині і поза каналом звичайної блискавки за допомогою пориву вітру сформувала якесь вихрове кільце, з якого потім утворилася кульова блискавка, що спостерігається.
10 липня 2011 року у чеському місті Ліберець кульова блискавка з'явилася у диспетчерській будівлі міських аварійних служб. Куля з двометровим хвостом підстрибнула до стелі прямо з вікна, впала на підлогу, знову підстрибнула до стелі, пролетіла 2-3 метри, а потім упала на підлогу і зникла. Це злякало співробітників, які відчули запах горілої проводки, і вважали, що почалася пожежа. Всі комп'ютери зависли (але не зламалися), комунікаційне обладнання вибуло з ладу на ніч, поки його не відремонтували. Крім того, було знищено один монітор.
4 серпня 2012 року кульова блискавка налякала сільчанку у Пружанському районі Брестської області. Як розповідає газета «Районні будні», кульова блискавка влетіла до будинку під час грози. Причому, як розповіла виданню господиня будинку Надія Володимирівна Остапук, вікна та двері в будинку були зачинені і жінка так і не змогла зрозуміти, яким чином вогненна куля проникла до приміщення. На щастя, жінка здогадалася, що не варто робити різких рухів і залишилася просто сидіти на місці, спостерігаючи за блискавкою. Кульова блискавка пролетіла над її головою та розрядилася в електропроводку на стіні. Внаслідок незвичайного природного явища ніхто не постраждав, лише було пошкоджено внутрішнє оздоблення кімнати, повідомляє видання.
Штучне відтворення явища
Огляд підходів для штучного відтворення кульової блискавки
Оскільки в появі кульових блискавок простежується явний зв'язок з іншими проявами атмосферної електрики (наприклад, звичайною блискавкою), то більшість дослідів проводилося за наступною схемою: створювався газовий розряд (а свічення газового розряду - річ відома), і потім шукалися умови, коли розряд, що світився, міг б існувати як сферичного тіла. Але в дослідників виникають лише короткочасні газові розряди сферичної форми, що живуть максимум кілька секунд, що не свідчить очевидців природної блискавки.
Список заяв про штучне відтворення кульової блискавки
Було зроблено кілька заяв про отримання кульової блискавки в лабораторіях, але в основному до цих заяв склалося скептичне ставлення до академічного середовища. Залишається відкритим питання: «Чи дійсно явища, що спостерігаються в лабораторних умовах, тотожні природному явищу кульової блискавки»?
- Перші детальні дослідження безелектродного розряду, що світиться, були проведені тільки в 1942 році радянським електротехніком Бабатом: йому вдалося на кілька секунд отримати сферичний газовий розряд усередині камери з низьким тиском.
- Капиця змогла отримати сферичний газовий розряд при атмосферному тиску в гелієвому середовищі. Добавки різних органічних сполук змінювали яскравість та колір свічення.
Теоретичні пояснення явища
У наш вік, коли фізики знають, що відбувалося в перші секунди існування Всесвіту, і що діється в ще не відкритих чорних дірах, все ж таки доводиться з подивом визнати, що основні стихії давнини - повітря і вода - все ще залишаються загадкою для нас.
І.П.Стаханов
Більшість теорій сходиться на тому, що причина утворення будь-якої кульової блискавки пов'язана з проходженням газів через область з великою різницею електричних потенціалів, що викликає іонізацію цих газів та їхнє стиснення у вигляді кулі.
Експериментальна перевірка існуючих теорій утруднена. Навіть якщо вважати лише припущення, опубліковані в серйозних наукових журналах, кількість теоретичних моделей, які з різним ступенем успіху описують явище і відповідають на ці питання, досить велика.
Класифікація теорій
- За ознакою місця енергетичного джерела, що підтримує існування кульової блискавки, теорії можна поділити на два класи: що передбачають зовнішнє джерело, і теорії, які вважають, що джерело знаходиться всередині кульової блискавки.
Огляд існуючих теорій
- Наступна теорія передбачає, що кульова блискавка - це важкі позитивні та негативні іони повітря, що утворилися при ударі блискавки, рекомбінації яких заважає їх гідроліз. Під дією електричних сил вони збираються в кулю і можуть досить довго співіснувати доти, доки не зруйнується їхня водяна «шуба». Це пояснює ще й той факт, як різний колір кульової блискавки та його пряма залежність від часу існування самої кульової блискавки – швидкості руйнування водяних «шуб» та початок процесу лавинної рекомбінації.
Див. також
Література
Книги та звіти, присвячені кульовій блискавці
- Стаханов І.П.Про фізичну природу кульової блискавки. - Москва: (Атоміздат, Енергоатоміздат, Науковий світ), (1979, 1985, 1996). – 240 с.
- С. СінгерПрирода кульової блискавки. Пров. з англ. М.: Світ, 1973, 239 с.
- Іменітов І. М., Тихий Д. Я.За межею законів науки. М.: Атоміздат, 1980
- Григор'єв А. І.Кульова блискавка. Ярославль: ЯрДУ, 2006. 200 с.
- Лисиця М. П., Валах М. Я.Цікава оптика. Атмосферна та космічна оптика. Київ: Логос, 2002, 256 с.
- Brand W. Der Kugelblitz. Hamburg, Henri Grand, 1923
- Стаханов І. П.Про фізичну природу кульової блискавки М.: Вища школа, 1985, 208 с.
- Кунін В. Н.Кульова блискавка на експериментальному полігоні. Володимир: Володимирський державний університет, 2000, 84 с.
Статті у журналах
- Торчигін В. П., Торчигін А. В.Кульова блискавка як концентрат світла. Хімія і життя, 2003 № 1, 47-49.
- Баррі Дж.Кульова блискавка. Чіткова блискавка. Пров. з англ. М.: Світ, 1983, 228 с.
- Шабанов Г.Д., Соколовский В.Ю.// Plasma Physics Reports. 2005. V31. № 6. P512.
- Shabanov G.D.// Technical Physics Letters. 2002. V28. №2. P164.
Посилання
- Смірнов Б. М.«Наглядові властивості кульової блискавки»//УФН, 1992, т.162, вип.8.
- А. Х. Аміров, В. Л. Бичков.Вплив грозових атмосферних умов властивості кульових блискавок //ЖТФ, 1997, том 67, N4.
- А. В. Шавлов.«Параметри кульової блискавки, що обчислюються за допомогою двотемпературної плазмової моделі»// 2008 р.
- Р. Ф. Авраменко, В. А. Гришин, В. І. Ніколаєва, А. С. Пащина, Л. П. Поскачєєва.Експериментальні та теоретичні дослідження особливостей формування плазмоїдів//Прикладна фізика, 2000, N3, с.167-177
- М. І. Зелікін.«Надпровідність плазми та кульова блискавка». СМФН, том 19, 2006, с.45-69
Кульова блискавка у художній літературі
- Рассел, Ерік Френк«Зловісний бар'єр» 1939
Примітки
- І. Стаханов «Фізик, який знав про кульову блискавку найбільше»
- Такий російський варіант назви вказаний у списку телефонних кодів Великобританії. Також існують варіанти Вайдкомб-ін-Мур та пряме озвучення оригінальної англійської Widecomb-in-the-Moor - Вайдкомб-ін-зе-Мур
- Кондуктор із Казані врятувала пасажирів від кульової блискавки
- Кульова блискавка налякала сільчанку у Брестській області - Новини Події. Новини@Mail.ru
- К. Л. Корум, Дж. Ф. Корум «Експерименти зі створення кульової блискавки за допомогою високочастотного розряду та електрохімічні фрактальні кластери»//УФН, 1990, т.160, вип.4.
- А. І. Єгорова, С. І. Степанова та Г. Д. Шабанова, Демонстрація кульової блискавки у лабораторії, УФН, т.174, вип.1, стор.107-109, (2004)
- П. Л. Капіца Про природу кульової блискавки ДАН СРСР 1955. Том 101 № 2, стор 245-248.
- B.M.Smirnov, Physics Reports, 224 (1993) 151, Смирнов Б. М. Фізика кульової блискавки// УФН, 1990, т.160. вип.4. стор.1-45
- D.J.Turner, Physics Reports 293 (1998) 1
- Е.А. Маникін, М.І. Ожован, П.П. Напівектів. Конденсована рідбергівська речовина. Природа №1 (1025), 22-30 (2001). http://www.fidel-kastro.ru/nature/vivovoco.nns.ru/VV/JOURNAL/NATURE/01_01/RIDBERG.HTM
- А. І. Клімов, Д. М. Мельниченко, Н. Н. Суковаткін «ДОВГОЖУЮЧІ ЕНЕРГОЄМНІ ПОРУШЕНІ ОСВІТИ І ПЛАЗМОЇДИ В РІДКОМ АЗОТІ»
- Segev M.G. Phys. Today, 51 (8) (1998), 42
- "В. П. Торчигін, 2003. Про природу кульової блискавки. ДАН, т.389 № 3, с. 41-44.
- "В. П. Торчигін, А. В. Торчигін Механізм появи кульової блискавки із звичайної блискавки. ДАН, 2004, т.398, № 1, с. 47-49.
Як це нерідко буває, систематичне вивчення кульових блискавок почалося з заперечення їхнього існування: на початку XIX століття всі відомі на той час розрізнені спостереження були визнані або містикою, або в кращому разі оптичною ілюзією.
Але вже 1838 року в «Щорічнику» французького бюро географічних довгот опубліковано огляд, складений знаменитим астрономом і фізиком Домініком Франсуа Араго.
Згодом він став ініціатором дослідів Фізо та Фуко щодо вимірювання швидкості світла, а також робіт, що призвели Левер'є до відкриття Нептуна.
Грунтуючись на відомих тоді описах кульових блискавок, Араго дійшов висновку, що з цих спостережень не можна вважати ілюзією.
За 137 років, що минули з моменту появи огляду Араго, з'явилися нові свідчення очевидців, фотографії. Було створено десятки теорій, екстравагантних та дотепних, які пояснювали деякі відомі властивості кульової блискавки, та таких, що не витримували елементарної критики.
Фарадей, Кельвін, Арреніус, радянські фізики Я. І. Френкель та П. Л. Капіца, багато відомих хіміків, нарешті, фахівці американської Національної комісії з астронавтики та аеронавтики NASA намагалися дослідити і пояснити цей цікавий і грізний феномен. А кульова блискавка і досі продовжує багато в чому залишатися загадкою.
Важко, мабуть, знайти явище, відомості про яке так суперечили один одному. Основних причин дві: це дуже рідкісне, і багато спостережень проводяться вкрай не кваліфіковано.
Досить сказати, що за кульову блискавку приймалися великі метеори і навіть птахи, до крил яких прилипала труха гнилих, що світилися в темряві пнів. Проте відомо близько тисячі достовірних спостережень кульової блискавки, описаних у літературі.
Які ж факти мають пов'язати вчені єдиною теорією, щоб пояснити природу виникнення блискавки? Які обмеження накладають спостереження нашу фантазію?
Перше, що треба пояснити: чому кульова блискавка виникає часто, якщо вона виникає часто, або чому вона виникає рідко, якщо виникає рідко?
Нехай читача не дивує ця дивна фраза — частота появи кульової блискавки все ще є спірним питанням.
І ще треба пояснити, чому кульова блискавка (не дарма вона так називається) дійсно має форму, зазвичай близьку до кулі.
І довести, що вона, взагалі, має відношення до блискавок, — треба сказати, не всі теорії пов'язують появу цього феномену з грозами — і небезпідставно: іноді вона виникає у безхмарну погоду як, втім, і інші грозові явища, наприклад, вогні святого Ельма.
Тут доречно згадати опис зустрічі з кульовою блискавкою, дане чудовим спостерігачем природи та вченим Володимиром Клавдійовичем Арсеньєвим - відомим дослідником далекосхідної тайги. Зустріч ця відбулася в горах Сіхоте-Аліня у ясну місячну ніч. Хоча багато параметрів блискавки, що спостерігалася Арсеньєвим, типові, подібні випадки рідкісні: зазвичай кульові блискавки виникають в грозу.
У 1966 році NASA поширила серед двох тисяч чоловік анкету, в першій частині якої було поставлено два питання: «Чи бачили ви кульову блискавку?» і «Чи бачили ви в безпосередній близькості удар лінійної блискавки?»
Відповіді дали можливість порівняти частоту спостереження кульової блискавки із частотою спостереження звичайних блискавок. Результат виявився приголомшливим: удар лінійної блискавки поблизу бачили 409 людей із 2 тисяч, а кульову блискавку — вдвічі менший. Знайшовся навіть щасливчик, який зустрічав кульову блискавку 8 разів, - ще один непрямий доказ того, що це зовсім не таке рідкісне явище, як прийнято думати.
Аналіз другої частини анкети підтвердив багато відомих раніше фактів: кульова блискавка має в середньому діаметр близько 20 см; світиться не дуже яскраво; колір найчастіше червоний, оранжевий, білий.
Цікаво, що навіть спостерігачі, які бачили кульову блискавку близько, часто не відчували її теплового випромінювання, хоча за безпосереднього дотику вона обпалює.
Існує така блискавка від кількох секунд до хвилини; може проникати в приміщення через маленькі отвори, потім відновлюючи свою форму. Багато спостерігачів повідомляють, що вона викидає якісь іскри та обертається.
Зазвичай вона ширяє на невеликій відстані від землі, хоча зустрічали її і в хмарах. Іноді блискавка кульова спокійно зникає, але іноді вибухає, викликаючи помітні руйнування.
Вже перерахованих властивостей достатньо, щоб поставити дослідника в безвихідь.
З якої речовини повинна, наприклад, складатися кульова блискавка, якщо вона не злітає стрімко вгору, подібно до повітряної кулі братів Монгольф'є, наповненої димом, хоча й нагріта принаймні до кількох сотень градусів?
З температурою теж все ясно: судячи з кольору світіння, температура блискавки щонайменше 8 000°К.
Один із спостерігачів, хімік за спеціальністю, знайомий із плазмою, оцінив цю температуру у 13 000-16 000°К! Але фотометрування сліду блискавки, що залишився на фотоплівці, показало, що випромінювання виходить не лише з її поверхні, а й із усього об'єму.
Багато спостерігачів також повідомляють, що блискавка напівпрозора та через неї просвічують контури предметів. А це означає, що її температура значно нижча — не більше 5 000 градусів, оскільки при більшому нагріванні шар газу завтовшки кілька сантиметрів абсолютно непрозорий і випромінює як абсолютно чорне тіло.
Про те, що кульова блискавка досить холодна, свідчить і порівняно слабкий тепловий ефект, що виробляється нею.
Кульова блискавка несе велику енергію. У літературі, щоправда, часто зустрічаються заздалегідь завищені оцінки, але навіть скромна реалістична цифра — 105 джоулів — для блискавки діаметром 20 см дуже велика. Якби така енергія витрачалася лише на світлове випромінювання, вона могла б світитись багато годин.
При вибуху кульової блискавки може розвинутися потужність мільйон кіловат, оскільки вибух цей протікає дуже швидко. Вибухи, щоправда, людина вміє влаштовувати і потужніші, але якщо порівняти зі «спокійними» джерелами енергії, то порівняння буде не на їхню користь.
Зокрема, енергоємність (енергія, віднесена до одиниці маси) блискавки значно вища, ніж у існуючих хімічних акумуляторів. До речі, саме бажання навчитися акумулювати порівняно велику енергію у малому обсязі та залучило багатьох дослідників до вивчення кульової блискавки. Наскільки ці надії можуть виправдатися, говорити поки що зарано.
Складність пояснення настільки суперечливих і різноманітних властивостей призвела до того, що погляди на природу цього явища вичерпали, здається, всі можливості.
Деякі вчені вважають, що блискавка постійно одержує енергію ззовні. Наприклад, П. Л. Капіца припустив, що вона виникає при поглинанні потужного пучка дециметрових радіохвиль, які можуть випромінюватись під час грози.
Реально для утворення іонізованого згустку, яким є в цій гіпотезі кульова блискавка, необхідне існування стоячої хвилі електромагнітного випромінювання з величезною напруженістю поля в пучностях.
Потрібні умови можуть здійснитися дуже рідко, тому, на думку П. Л. Капіци, ймовірність спостереження кульової блискавки в заданому місці (тобто там, де розташувався спостерігач-фахівець) практично дорівнює нулю.
Іноді припускають, що кульова блискавка є частина каналу, що світиться, що зв'язує хмару з землею, по якому тече великий струм. Образно кажучи, їй відводиться роль єдиної видимої ділянки з якихось причин невидимої лінійної блискавки. Вперше цю гіпотезу висловили американці М. Юман і О. Фінкельштейн, а надалі з'явилося кілька модифікацій розробленої ними теорії.
Загальна складність усіх цих теорій у тому, що вони передбачають існування протягом тривалого часу потоків енергії надзвичайно високої щільності і саме через це прирікають кульову блискавку на «посаду» надзвичайно малоймовірного явища.
Крім того, в теорії Юмана і Фінкельштейна складно пояснити форму блискавки та її розміри, що спостерігаються — діаметр каналу блискавки зазвичай становить близько 3-5 см, а кульові блискавки зустрічаються і метрового діаметру.
Існує чимало гіпотез, які передбачають, що кульова блискавка сама є джерелом енергії. Вигадані найекзотичніші механізми вилучення цієї енергії.
Як приклад такої екзотики можна навести ідею Д. Ешбі та К. Уайтхеда, згідно з якою кульова блискавка утворюється при анігіляції порошинок антиречовини, що потрапляють у щільні шари атмосфери з космосу, а потім захоплюються розрядом лінійної блискавки на землю.
Цю ідею, можливо, можна було б підкріпити теоретично, але, на жаль, поки жодної відповідної частки антиречовини виявлено не було.
Найчастіше як гіпотетичне джерело енергії залучаються різні хімічні і навіть ядерні реакції. Але при цьому важко пояснити кульову форму блискавки — якщо реакції йдуть у газоподібному середовищі, то дифузія та вітер призведуть до винесення «грозової речовини» (термін Араго) з двадцятисантиметрової кулі за лічені секунди і раніше деформують її.
Нарешті, немає жодної реакції, про яку було б відомо, що вона протікає в повітрі з необхідним пояснення кульової блискавки енерговиділенням.
Багаторазово висловлювалася така думка: кульова блискавка акумулює енергію, що виділяється під час удару лінійної блискавки. Теорій, в основі яких лежить це припущення теж чимало, докладний огляд їх можна знайти в популярній книзі С. Сінгера «Природа блискавки».
Ці теорії, як, втім, і багато інших, містять труднощі та протиріччя, яким приділено чималу увагу і в серйозній, і в популярній літературі.
Кластерна гіпотеза кульової блискавки
Розкажемо тепер про порівняно нову, так звану кластерну гіпотезу кульової блискавки, що розробляється останніми роками одним із авторів цієї статті.
Почнемо з питання, чому ж блискавка має форму кулі? Загалом відповісти на це питання нескладно — має існувати сила, здатна утримати разом частки «грозової речовини».
Чому крапля води куляста? Таку форму надає їй поверхневого натягу.
Поверхневий натяг рідини виникає через те, що її частки - атоми або молекули - сильно взаємодіють між собою набагато сильніше, ніж з молекулами навколишнього газу.
Тому, якщо частка виявляється поблизу межі розділу, то на неї починає діяти сила, яка прагне повернути молекулу в глибину рідини.
Середня кінетична енергія частинок рідини приблизно дорівнює середньої енергії їхньої взаємодії, тому молекули рідини і не розлітаються. У газах кінетична енергія частинок настільки перевищує потенційну енергію взаємодії, що частки виявляються практично вільними і про поверхневий натяг говорити не доводиться.
Але кульова блискавка — газоподібне тіло, а поверхневий натяг у «грозової речовини», проте є — звідси й форма кулі, яку вона найчастіше має. Єдина речовина, яка могла б мати такі властивості, — плазма, іонізований газ.
Плазма складається з позитивних та негативних іонів та вільних електронів, тобто з частинок електрично заряджених. Енергія взаємодії між ними набагато більша, ніж між атомами нейтрального газу, більше відповідно і поверхневий натяг.
Однак за порівняно низьких температур — скажімо, за 1 000 градусів Кельвіна — і за нормального атмосферного тиску кульова блискавка з плазми могла б існувати лише тисячні частки секунди, оскільки іони швидко рекомбінують, тобто перетворюються на нейтральні атоми та молекули.
Це суперечить спостереженням – кульова блискавка живе довше. За високих температур — 10-15 тисяч градусів — занадто великою стає кінетична енергія частинок, і блискавка куля повинна просто розвалитися. Тому дослідникам доводиться використовувати сильнодіючі засоби, щоб «продовжити життя» кульової блискавки, зберегти її хоча б кілька десятків секунд.
Зокрема, П. Л. Капіца ввів у свою модель потужну електромагнітну хвилю, здатну постійно породжувати нову низькотемпературну плазму. Іншим же дослідникам, які передбачають, що блискавкова плазма гарячіша, довелося вигадувати, як би утримати кулю з цієї плазми, тобто вирішувати завдання досі не вирішене, хоча і дуже важливе для багатьох областей фізики та техніки.
А якщо піти іншим шляхом — ввести в модель механізм, що уповільнює рекомбінацію іонів? Спробуємо використати з цією метою воду. Вода – полярний розчинник. Її молекулу можна грубо уявити як паличку, один кінець якої заряджений позитивно, а інший — негативно.
До позитивних іонів вода приєднується негативним кінцем, а до негативних - позитивним, утворюючи захисний прошарок - сольватну оболонку. Вона може різко уповільнити рекомбінацію. Іон разом із сольватною оболонкою називається кластером.
Ось ми і підійшли, нарешті, до основним ідеям кластерної теорії: при розрядці лінійної блискавки відбувається практично повна іонізація молекул, що входять до складу повітря, у тому числі молекул води.
Іони, що утворилися, починають швидко рекомбінувати, ця стадія займає тисячні частки секунди. У якийсь момент нейтральних молекул води стає більше, ніж іонів, що залишилися, і починається процес утворення кластерів.
Він також триває, мабуть, частки секунди і закінчується утворенням «грозової речовини» — схожої за своїми властивостями на плазму і що складається з іонізованих молекул повітря та води, оточених сольватними оболонками.
Щоправда, поки що все це лише ідея, і треба подивитися, чи може вона пояснити численні відомі властивості блискавки. Згадаймо відому приказку про те, що для рагу із зайця як мінімум потрібен заєць, і поставимо собі запитання: чи можуть утворюватися в повітрі кластери? Відповідь втішна: так, можуть.
Доказ цього буквально впало (було привезено) з неба. Наприкінці 60-х років за допомогою геофізичних ракет було проведено докладне дослідження найнижчого шару іоносфери — шару D, розташованого на висоті близько 70 км. Виявилося, незважаючи на те, що на такій висоті води дуже мало, всі іони в шарі D оточені сольватними оболонками, що складаються з кількох молекул води.
У кластерної теорії передбачається, що температура кульової блискавки менше 1000 ° До, тому від неї немає сильного теплового випромінювання. Електрони за такої температури легко «прилипають» до атомів, утворюючи негативні іони, і всі властивості «блискавки» визначаються кластерами.
При цьому щільність речовини блискавки виявляється приблизно рівною щільності повітря за нормальних атмосферних умов, тобто блискавка може бути трохи важчою за повітря і опускатися вниз, може бути трохи легшою за повітря і підніматися і, нарешті, може перебувати у зваженому стані, якщо щільності «блискавки» та повітря рівні.
Всі ці випадки спостерігалися у природі. До речі, те, що блискавка опускається вниз, ще не означає, що вона впаде на землю - прогрівши повітря, вона може створити повітряну подушку, яка утримує її на вазі. Очевидно, тому ширяння — найпоширеніший вид руху кульової блискавки.
Кластери взаємодіють між собою значно сильніше, ніж атоми нейтрального газу. Оцінки показали, що поверхневого натягу, що виникає, цілком достатньо, щоб надати блискавці кульову форму.
Допустиме відхилення щільності швидко зменшується зі збільшенням радіусу блискавки. Так як ймовірність точного збігу щільності повітря і речовини блискавки мала, великі блискавки - більше метра в діаметрі - зустрічаються вкрай рідко, маленькі повинні з'являтися частіше.
Але блискавки розміром менше трьох сантиметрів також практично не спостерігаються. Чому? Для відповіді на це питання необхідно розглянути енергетичний баланс кульової блискавки, з'ясувати, де в ній зберігається енергія, скільки її і на що вона витрачається. Енергія кульової блискавки укладена, природно, у кластерах. При рекомбінації негативного та позитивного кластерів виділяється енергія від 2 до 10 електрон-вольт.
Зазвичай плазма втрачає досить багато енергії у вигляді електромагнітного випромінювання - його поява пов'язана з тим, що легкі електрони, рухаючись у полі іонів, набувають дуже великих прискорень.
Речовина блискавки складається з важких частинок, прискорити їх не так просто, тому електромагнітне поле випромінюється слабо і більшість енергії виводиться із блискавки тепловим потоком з її поверхні.
Тепловий потік пропорційний площі поверхні кульової блискавки, а запас енергії пропорційний обсягу. Тому маленькі блискавки швидко втрачають свої порівняно невеликі запаси енергії, і, хоча вони з'являються набагато частіше за великі, помітити їх важче: вони замало живуть.
Так, блискавка діаметром 1 см остигає за 0,25 секунд, а діаметром 20 см за 100 секунд. Ця остання цифра приблизно збігається з максимальним часом життя кульової блискавки, але суттєво перевищує середній час її життя, рівне кільком секундам.
Найбільш реальний механізм "вмирання" великої блискавки пов'язаний із втратою стійкості її кордону. При рекомбінації пари кластерів утворюється десяток легких частинок, що призводить при тій же температурі до зменшення щільності «грозової речовини» та порушення умов блискавки задовго до того, як вичерпається її енергія.
Починає розвиватися поверхнева нестійкість, блискавка викидає шматки своєї речовини і ніби стрибає з боку на бік. Викинуті шматки майже миттєво остигають, подібно до маленьких блискавок, і роздроблена велика блискавка закінчує своє існування.
Але можливий інший механізм її розпаду. Якщо через якісь причини погіршується відведення тепла, то блискавка почне розігріватися. При цьому збільшиться кількість кластерів з малою кількістю молекул води в оболонці, вони швидше рекомбінуватимуть, відбудеться подальше підвищення температури. У результаті вибух.
Чому світиться кульова блискавка
Які факти мають пов'язати вчені єдиної теорією, щоб пояснити природу кульової блискавки?
При рекомбінації кластерів тепло, що виділилося, швидко розподіляється між більш холодними молекулами.
Але на якийсь момент температура «об'ємника» поблизу частинок, що рекомбінували, може перевищувати середню температуру речовини блискавки більш ніж у 10 разів.
Ось цей «об'ємник» і світиться як газ, нагрітий до 10000-15000 градусів. Таких «гарячих точок» порівняно мало, тому речовина блискавки кульової залишається напівпрозорою.
Зрозуміло, що з погляду кластерної теорії кульові блискавки можуть часто з'являтися. Для утворення блискавки діаметром 20 см потрібно всього кілька грамів води, а її під час грози зазвичай достатньо. Вода найчастіше розпорошена в повітрі, а в крайньому випадку кульова блискавка може «знайти» її для себе на поверхні землі.
До речі, оскільки електрони дуже рухливі, то при утворенні блискавки частина їх може «втратитися», кульова блискавка в цілому виявиться зарядженою (позитивно), і її рух визначатиметься розподілом електричного поля.
Залишковий електричний заряд дозволяє пояснити такі цікаві властивості блискавки, як її здатність рухатися проти вітру, притягуватися до предметів і висіти над високими місцями.
Колір кульової блискавки визначається як енергією сольватних оболонок і температурою гарячих «об'ємників», а й хімічним складом її речовини. Відомо, що якщо при попаданні лінійної блискавки в мідні дроти з'являється кульова блискавка, то вона часто буває пофарбована в блакитний або зелений колір - звичайні кольори іонів міді.
Цілком можливо, що і збуджені атоми металів можуть утворювати кластери. Появою таких «металевих» кластерів можна було б пояснити деякі експерименти з електричними розрядами в результаті яких з'являлися кулі, що світяться, схожі на кульову блискавку.
Зі сказаного може скластися враження, що завдяки кластерній теорії проблема кульової блискавки отримала, нарешті, своє остаточне вирішення. Але це зовсім так.
Незважаючи на те, що за кластерною теорією стоять обчислення, гідродинамічні розрахунки стійкості, з її допомогою вдалося, мабуть, зрозуміти багато властивостей кульових блискавок, було б помилкою сказати, що загадки кульової блискавки більше не існує.
На підтвердження один лише штрих, одна деталь. У своєму оповіданні В. К. Арсеньєв згадує про тоненький хвостик, що простягся від кульової блискавки. Поки що ми не можемо пояснити ні причини його виникнення, ні навіть що це таке…
Як мовилося раніше, у літературі описано близько тисячі достовірних спостережень кульової блискавки. Це, звичайно, не дуже багато. Очевидно, що кожне нове спостереження при ретельному його аналізі дозволяє отримати цікаву інформацію про властивості кульової блискавки, допомагає у перевірці справедливості тієї чи іншої теорії.
Тому дуже важливо, щоб якомога більше спостережень стало надбанням дослідників і самі спостерігачі брали активну участь у вивченні блискавки. Саме на це спрямований експеримент «Кульова блискавка», про який буде розказано далі.
Випадок із життя Миколи II: Останній російський імператор у присутності свого діда Олександра II спостерігав явище, яке він назвав «вогненною кулею» Він згадував: «Коли мої батьки були у від'їзді, ми з дідусем чинили обряд всеношного чування в Олександрійській церкві. Була сильна гроза; здавалося, що блискавки, що йдуть одна за одною, готові струснути церкву і весь світ прямо вщент. Раптом стало зовсім темно, коли порив вітру відчинив ворота церкви і згасив свічки перед іконостасом. Пролунав грім сильніший за звичайний, і я побачив, як у вікно влетіла вогненна куля. Куля (це була блискавка) покружляла на підлозі, пролетіла повз канделябр і вилетіла через двері до парку. Моє серце завмерло від страху і я глянув на дідуся – але його обличчя було спокійне. Він перехрестився з таким самим спокоєм, як і тоді, коли блискавка пролітала повз нас. Тоді я подумав, що злякатися, як я – це неналежно і немужньо. Після того, як куля вилетіла, я знову глянув на дідуся. Він трохи посміхнувся і кивнув мені. Страх мій зник, і я більше ніколи не боявся грози». Випадок із життя Алістера Кроулі: Відомий британський окультист Алістер Кроулі говорив про явище, яке він називав «електрикою у формі кулі» і яке він спостерігав у 1916 р. під час грози на озері Пасконі в Нью-Гемпширі. Він сховався в невеликому заміському будинку, коли «у безмовному подиві помітив, що на відстані шести дюймів від правого коліна зупинилася сліпуча куля електричного вогню трьох-шістьох дюймів у діаметрі. Я дивився на нього, а він раптом вибухнув із різким звуком, який неможливо було сплутати з тим, що буяло зовні: шумом грози, стукотом граду чи потоками води та тріском дерева. Моя рука була найближчою до кулі і вона відчула лише слабкий удар». Випадок в Індії: 30 квітня 1877 р. кульова блискавка влетіла до центрального храму Амрістара (Індія) Хармандир Сахіб. Явище спостерігало кілька людей, поки куля не залишила приміщення через передні двері. Цей випадок зафіксовано на воротах Даршані Деоді. Випадок у Колорадо: 22 листопада 1894 р. у місті Голден, штат Колорадо (США), з'явилася кульова блискавка, яка проіснувала несподівано довго. Як повідомляла газета «Голден Глоб»: «У ніч на понеділок у місті можна було спостерігати гарне та дивне явище. Піднявся сильний вітер і повітря, здавалося, наповнене електрикою. Ті, хто тієї ночі опинився поряд зі школою, могли спостерігати, як вогняні кулі літали одна за одною протягом півгодини. У цьому будинку знаходяться електричні динамо-машини, можливо, найкращого заводу у всьому штаті. Ймовірно, минулого понеділка до динамо-машин прибула делегація прямо з хмар. Безперечно, цей візит вдався на славу, так само як і шалена гра, яку вони разом затіяли». Випадок в Австралії:У липні 1907 р. на західному узбережжі Австралії маяк на мисі Кабо-Натураліст вдарила кульова блискавка. Доглядач маяка Патрік Бейрд знепритомнів, а явище описала його дочка Етель. Кульові блискавки на підводних човнах:Під час Другої світової війни підводники багаторазово і послідовно повідомляли про маленькі кульові блискавки, що виникають у замкнутому просторі підводного човна. Вони з'являлися при включенні, вимкненні або неправильному включенні батареї акумуляторів або у разі відключення або неправильного підключення високоіндуктивних електромоторів. Спроби відтворити явище, використовуючи запасну батарею підводного човна, закінчувалися невдачами та вибухом. Випадок у Швеції:У 1944 р. 6 серпня в шведському місті Упсала кульова блискавка пройшла крізь закрите вікно, залишивши за собою круглу дірку близько 5 см у діаметрі. Явлення спостерігали не лише місцеві жителі – спрацювала система стеження за розрядами блискавки університету Упсальського, створена на відділенні вивчення електрики та блискавки. Випадок на Дунаї:У 1954 р. фізик Тар Домокош спостерігав блискавку у сильну грозу. Він описав побачене досить докладно. Це сталося на острові Маргарет на Дунаї. Було десь 25-27 ° С, небо швидко затягнуло хмарами і почалася сильна гроза. Поблизу не було нічого, де можна було б сховатися, поряд знаходився лише одинокий кущ, що гнуло вітром до землі. Раптом приблизно за 50 метрів від мене в землю вдарила блискавка. Це був дуже яскравий канал 25-30 см у діаметрі, він був точно перпендикулярний поверхні землі. Десь дві секунди було темно, а потім на висоті 1,2 м з'явилася гарна куля діаметром 30-40 см. Вона з'явилася на відстані 2,5 м від місця удару блискавки, так що це місце удару було прямо посередині між кулею кущем. Куля блищала подібно до маленького сонця і оберталася проти годинникової стрілки. Вісь обертання була паралельна землі та перпендикулярна лінії „кущ – місце удару – куля“. У кулі було також один-два червоні завитки, але не такі яскраві, вони зникли через частки секунди (~0,3 с). Сама куля повільно рухалася по горизонталі по тій самій лінії від куща. Його кольори були чіткими, а сама яскравість – незмінною на всій поверхні. Обертання більше не було, рух відбувався на незмінній висоті та з постійною швидкістю. Зміни у розмірах я більше не помітив. Пройшло ще приблизно три секунди – куля різко зникла, причому абсолютно беззвучно, хоча через шум грози я міг і не почути». Випадок у Казані:У 2008 р. у Казані кульова блискавка залетіла у вікно тролейбуса. Кондуктор за допомогою машинки для перевірки квитків відкинула її в кінець салону, де не було пасажирів, і за кілька секунд стався вибух. У салоні було 20 людей, ніхто не постраждав. Тролейбус вийшов з ладу, машинка для перевірки квитків нагрілася, побіліла, але залишилася у робочому стані.Питання існування кульової блискавки - електричної кулі, що святиться, ширяє над землею - довгі століття турбували вчених, створюючи навколо себе величезний пласт міфів і легенд. Це містичне природне явище, яке також може називатися "земною блискавкою", що зазвичай з'являється під час грози у вигляді сфери, що дрейфує над землею - колірна гама цих об'єктів варіюється від помаранчевого до жовтого. Триває явище, як правило, недовго - всього кілька секунд, але супроводжується шипінням і різким запахом.
Блискавка, як таке явище - це електричний розряд, викликаний позитивним та негативним дисбалансом усередині самих хмар або між грозовими хмарами та землею. Блискавичний спалах може нагрівати повітря навколо нього до температури, яка в п'ять разів перевищує сонячну. Висока температура змушує навколишнє повітря швидко розширюватись і вібрувати, звідси з'являється і грім.
Що таке кульова блискавка?
Кульова блискавка - це сферичний потік електричного струму, що світиться.Навіть якщо вона існує, а деякі вчені сумніваються в цьому, то зустрічається дуже рідко. Однак про витівки кульових блискавок відомо чимало дивовижних історій.
Як виглядає кульова блискавка?
Описи кульових блискавок сильно відрізняються один від одного, тому неможливо точно відповісти на поставлене питання. Так, деякі очевидці описували їх, що рухаються вгору і вниз, інші - убік, треті - по непередбачуваній траєкторії, четверті - перебували в статичному положенні, п'яті - проти вітру. Ще були заяви, що кульові блискавки могли без будь-якого впливу відштовхуватися від людей, автомобілів чи будівель; інші ж заявляють, що це явище, навпаки, притягується навколишніми об'єктами.
Деякі очевидці стверджують, що кульові блискавки здатні проходити крізь тверді об'єкти – метали, дерева без жодного ефекту; інші кажуть, що при контакті з "вогненною кулею" речовини вибухають, плавляться або іншим чином знищуються. Були свідчення про виникнення блискавок поблизу ліній електропередач, на різній висоті, в грозу та в спокійну погоду.
Очевидці надавали явищу безліч різних видів - прозора, напівпрозора, багатобарвна, рівномірно освітлена, полум'я, що випромінює, нитки або іскри; а її форми варіюються не менше – сфери, овали, краплі, стрижні чи диски. Деякі часто плутають кульову блискавку з Вогнями Святого Ельма, але треба розуміти, що це два різні природні явища.
Матеріали на тему:
Чому йде дощ?
Повідомлялося, що кулі зникали різними образами - випаровувалися, різко зникали, поступово розсіювалися, поглиналися довколишніми предметами, тріщали, голосно вибухали чи навіть завдавали пошкодження всьому довкола. Небезпека для людей також сильно відрізняється від свідка до свідка – деякі говорять про повну нешкідливість, інші лякають смертельною небезпекою.
У 1972 році була спроба проаналізувати всі доступні відомості, про кульову блискавку, і створити найбільш вірний образ цієї загадки природи. Вийшло, що вогненна сфера має такі властивості:
- з'являється практично одночасно з грозовим розрядом;
- зазвичай має сферичну чи грушоподібну форму;
- діаметр варіюється від 1 до 100 див;
- яскравість приблизно така сама, як і у звичайної настільної лампи;
- є широкий спектр можливих кольорів, найпоширенішими є червоний, помаранчевий та жовтий;
- тривалість життя від 1 секунди до цілої хвилини. Яскравість зберігається протягом усього явища;
- зазвичай рухається, але переважно горизонтально зі швидкістю кілька метрів на секунду.
- іноді можуть рухатися вертикально або просто стояти на місці;
- можуть здійснювати обертальні рухи;
- деякі свідки повідомляли про відчуття жару, перебуваючи поблизу з блискавкою;
- прагнуть металів;
- можуть з'являтися у будинках, проходячи через двері та вікна;
- деякі з'являлися в металевих літаках, не завдаючи жодної шкоди;
- зникнення може відбуватися як із вибухом, так і у вигляді безшумного випаровування;
часто повідомляється про запахи - озону, сірки чи оксиду азоту.
Типи кульових блискавок
На підставі оповідань очевидців виділяють два типи кульових блискавок. Перший - це блискавка червоного кольору, що спускається з хмар. Коли такий небесний гостинець торкнеться якогось предмета на землі, наприклад дерева, він вибухає.
Цікаво:кульова блискавка розміром може бути з футбольний м'яч, вона вміє загрозливо шипіти і дзижчати.
Інший тип кульової блискавки довго подорожує вздовж земної поверхні та світиться яскравим білим світлом. Куля притягується до хороших провідників електрики і може торкнутися будь-чого - землі, лінії електропередачі або людини.
Свідчення очевидців
Спостереження кульової блискавки сягають далеко в нетрі людської історії. Було зареєстровано безліч свідчень очевидців, які спостерігали таке рідкісне та дивовижне природне явище. Але навіть незважаючи на велику кількість свідчень очевидців, аж до 2010 року теорія про існування блискавки була під великим питанням.
Матеріали на тему:
Чому взимку зірки яскравіші?
І поки вчений світ перебуває в незнанні та полеміці, пропонуючи аж понад 400 різних теорій, ви можете самі собі зробити висновок про реальність кульової блискавки, прочитавши історію зареєстрованих свідчень очевидців цієї загадки природи.
Гроза в Уідеком-ін-те-Мур
Одне з найперших свідчень розповідає про “Велику Грозу”, що сталася у церкві Уідеком-ін-те-Мур у місті Девон, Англія, 21 жовтня 1638 року. Під час сильного шторму в приміщення церкви влетіла величезна куля, що світиться, майже повністю знищивши її. Кам'яні елементи та величезні дерев'яні балки були відкинуті на багато метрів у різні боки. Очевидці заявляли, що блискавка трощила все на своєму шляху - лави та шибки - вона наповнила всю церкву сірчистим запахом і темним густим димом.
Постраждалі розповідали про те, що загадкова куля в якийсь момент розділилася на дві частини – одна з них вийшла у вікно, розбивши її, а інша – випарувалася у самій церкві.
Очевидці - через запах сірки та руйнівну силу явища - зійшлися на думці, що це був сам диявол, що обрушив божий гнів на людей. Вважалося, що у всьому винні два парафіянини, які вирішили під час проповіді пограти в карти.
Ебенезер Кобхам Брюєр
Ебенезер Кобхам Брюер, англійський письменник, у 1864 році у своїй книзі "Посібник з наукового пізнання речей" розмірковує про кульову блискавку. Там він описує це явище, як кулі вогню і газу, що повільно рухаються, які можуть падати на землю або швидко переміщатися по ній під час грози. Письменник розповідав про те, що кулі можуть вибухнути як гармата.
Вільфрід де Фонвієль
У своїй книзі “Грім та блискавка” французький письменник Вільфрід де Фонвіель стверджує, що було зареєстровано понад 150 повідомлень про кульові блискавки.
Це, напевно, найзнаменитіші випадки в історії, але було й багато інших.
30 квітня 1877 року кульова блискавка влетіла до Золотого храму в Амрітсарі, Індія, і вилетіла через бічні двері. Декілька людей стали свідками цього явища, а інцидент записаний на передній стіні Даршані Деодхі;
Пілоти у Другій світовій війні описували незвичайне явище, для якого як пояснення була запропонована версія кульової блискавки. Вони бачили маленькі кульки світла, що рухаються дивними траєкторіями, які стали називати винищувачами фу (foo fighters).
2005 року стався випадок у небі над Гернсі, коли в літак ударила блискавка. Свідки цієї події заявляли, що бачили кульові блискавки.
Матеріали на тему:
Чому блискавки різного кольору?
15 грудня 2014 року під час рейсу BE-6780 на території Великобританії пасажири спостерігали кульову блискавку в передній частині салону незадовго до потрапляння блискавки до літака.
Як утворюється кульова блискавка?
Зоровою галюцинацією
2010 року вчені з австрійського Університету Інсбрук опублікували свою гіпотезу, яка вперше потрапила під критерії Поппера (тобто це перша гіпотеза, яка може вважатися науковою). Фахівці вважали, що явище кульової блискавки є не природною аномалією, а лише фосфеном (тобто зорової галюцинацією, яка виникає без прямого впливу світла на рецептори ока, викликаючи у спостережуваного образи точок і фігур, що світяться, які з'являються в темряві).
Пір і Кендель припускають, що умови навколишнього середовища, що змінюються, що виникають при ударах блискавок, впливають на зорові нерви людей таким чином, що їм здається, що вони бачать кульові блискавки. Подібний ефект може бути викликаний навіть на відстані 100 м від безпосередньої точки удару блискавки.
Протягом двох років ця теорія вважалася основною, і вченому світу здавалося, що питання вирішене, але ось у 2012 в районі плато Тибету сталося щось, що повернуло кульову блискавку на порядок денний. Китайські метеорологи, які встановили спектрометри для спостережень за звичайними блискавками, змогли зафіксувати світіння кульової блискавки. Воно тривало рівно 1,64 секунди, а фахівцям вдалося зареєструвати докладні спектри. Вони сильно відрізняються від звичайних блискавок, в яких присутні лінії іонізованого азоту, тоді як кульова блискавка мала залізо, кремній і кальцію, що містяться в грунті.
Таким чином, можна зробити висновок, що гіпотеза австрійських учених не є вичерпною. Але досі не існує жодної незаперечної теорії про те, чому виникає подібна аномалія. І безліч експертів взагалі сумнівається у її існуванні.
Хімічна реакція
Китайські метеорологи з Ланьчжоу, які у 2012 році зафіксували кульову блискавку, опублікували свою гіпотезу виникнення кульової блискавки. Так вони припустили, що аномалія виникає через певні хімічні реакції між киснем і елементами, які випаровуються з ґрунту при ударі блискавки. Це іонізоване повітря, або плазма, також можуть викликати й інший ефект, який називається Вогнями Святого Ельма (вони являють собою стаціонарне свічення, що часто виникає на кінцях щогл кораблів. Його іноді плутають з блискавкою).
Але це не стало єдиною теорією, яку опублікували у 2012 році. Тоді ж було зроблено ще одне припущення, відповідно до якого скло може стати джерелом кульової блискавки. Так фахівці припускають, що іони з атмосфери можуть накопичуватися на поверхні скла, а при достатній їх концентрації генерується розряд, який стає кульовою блискавкою. Через чотири роки після цих двох досліджень з'явилася стаття, де повідомлялося, що мікрохвильове випромінювання, що виникає через удар блискавки, може "капсулюватися" в якійсь кулі з плазми - це кульова блискавка.
Мікрохвильові промені
Але вчені намагалися не лише аналізувати свідчення, що прийшли з минулого, а й у лабораторних умовах намагалися відтворити це загадкове явище. Так ізраїльські фахівці з університету в Тель-Авіві змогли викликати свою версію кульової блискавки, використовуючи мікрохвильові промені. У зовсім недавньому експерименті, проведеному в 2018 році, квантові фізики вирішили створити кульову блискавку, використовуючи синтетично пов'язане магнітне поле.
Але це далеко не всі теорії появи кульової блискавки, а лише останні з них. Вчені продовжують ламати голови над таким невловимим явищем, яке не є фактом, що навіть існує.
Лабораторні експерименти
Вчені давно намагалися відтворити кульову блискавку у лабораторних умовах. Хоча деякі експерименти і давали ефекти, які візуально схожі на свідчення про природну кульову блискавку, але ще не було підтверджено, чи є між ними якийсь зв'язок.
За повідомленнями, Нікола Тесла міг штучно створювати невеликі кульки, що світяться, діаметром рівним 30-40 мм, а також проводив деякі демонстрації своїх умінь. Але це було лише хобі для великого вченого, тож жодних записів чи пояснень він не залишив. Його більше цікавили вищі напруги та потужності, а також дистанційна передача енергії, тому виготовлені ним кульки були просто проявом цікавості.
Міжнародний комітет із кульової блискавки (ICBL) регулярно проводив симпозіуми на цю тему. Група використовує загальну назву "Нетрадиційна плазма". Останній симпозіум ICBL був запланований на липень 2012 року в Сан-Маркосі, штат Техас, але був скасований через відсутність представлених тез.
