Этот материал выходит в рамках проекта «Мифбастинг», где мы рассказываем о спорных явлениях, достоверность которых не доказана в академической среде. Пытаемся разобраться, что правда, а где вымысел. При написании статей авторы мыслят критически и используют научный подход, чтобы не распространять ложную информацию.
Содержание:
Что такое шаровая молния
Шаровая молния — это природное явление, которое большинство очевидцев описывает как светящуюся сферу, свободно парящую в воздухе или скользящую по стенам, проводам и другим поверхностям. Явление крайне редкое и загадочное, оно до сих пор не имеет однозначного научного объяснения. Диаметр шара варьируется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Цвет молнии бывает желтым, оранжевым, красным, белым и синим, разной интенсивности свечения. Шар может издавать шипящий звук и источать неприятный едкий запах.
Природу шаровой молнии обычно связывают с атмосферным электричеством, так как чаще всего очевидцы наблюдают ее в грозу, вместе с обычными молниями, однако иногда светящиеся шары видят и в спокойную, безветренную погоду. Считается, что шаровая молния, как и обычная, линейная молния, состоит из плазмы — ионизированного газа, содержащего свободные электроны, положительно и отрицательно заряженные ионы, но доказать это пока не удалось.
Шаровая молния удивительна тем, что живет намного дольше обычной молнии, иногда несколько десятков секунд. Интересно не только то, откуда берется энергия для образования левитирующего шарика, но и то, что поддерживает форму шара изнутри. Однако молнии бывают не только в форме сферы — очевидцы говорят, что видели молнии в виде груши, эллипса, кольца.
О шаровых молниях люди знают давно — упоминания о летающих светящихся сферах встречаются в чилийских и аргентинских легендах. Самое раннее письменное упоминание явления принадлежит монаху из Кентербери — древнего города на юго-востоке Англии. 7 июня 1195 года он описал, как из плотного темного облака появился огненный шар, который некоторое время находился в воздухе, а затем упал в реку. [1]
В 1638 году шаровая молния проявила себя более агрессивно. Во время грозы сфера диаметром более двух метров попала в английскую деревенскую церковь. По описаниям свидетелей, в результате разрушилась часть крыши, разбились окна и поломались скамьи, помещение наполнилось дымом и серным запахом. Погибли четыре человека, десятки пострадали. Утверждалось, что люди получили серьезные ожоги, причем их одежда осталась целой. Тогда событие связали с наказанием высших сил за то, что двое прихожан играли в карты прямо во время службы. В Великобритании этот день вспоминают как Великую грозу. [2]
В 1753 году шаровая молния якобы погубила Георга Рихмана, ученого-физика из Санкт-Петербургской академии наук. Вместе с Михаилом Ломоносовым он ставил эксперименты в области электричества и создал в лаборатории «громовую машину», чтобы «свести небесный огонь на землю». В день грозы, когда Рихман стоял в 30 см от устройства, от прибора к лицу исследователя направился бледно-синий шар. Раздался громкий удар, подобный пушечному выстрелу, и Рихман погиб. [3]
Шаровую молнию в детстве наблюдал Николай II, это произошло во время церковной службы [4].
В 1960-х годах Комиссия по атомной энергии США выяснила, что шаровую молнию видели 5% населения мира — примерно столько же, сколько тех, кто видел вблизи удар обычной молнии [5].
Чем опасна шаровая молния
По свидетельствам очевидцев, шаровые молнии могут прожигать, разрушать и взрывать предметы, окна, стены и даже способны убить человека. По одной из теорий, шаровая молния обладает мощным электрическим зарядом, поэтому столкновение с ней может привести к крайне неприятным, если не трагичным последствиям для здоровья. О том, что от шаровой молнии появляются ожоги, говорят и очевидцы.
Шаровая молния не всегда наносит большой урон, она может мирно и бесшумно исчезнуть. Как правило, шаровые молнии не «живут» дольше нескольких десятков секунд.
Существует ли шаровая молния на самом деле?
Несмотря на большое количество свидетельств, ученые пока не пришли к общему заключению, что собой представляет шаровая молния, почему она возникает, из чего состоит, имеет ли вес и другие характеристики. Исследователи предпринимали попытки воссоздать шаровую молнию в лабораторных условиях, и несколько раз им это удавалось.
Первые опыты в этой области проводил Никола Тесла в конце XIX века. Он зажигал газовый заряд, выключал напряжение, после чего наблюдал светящийся разряд в виде сферы диаметром 2–6 см. Однако Тесла не вдавался в детали эксперимента, поэтому пока никому не удавалось воспроизвести и доказать его успех. Очевидцы заявляли, что Тесла действительно мог создавать шаровые молнии на несколько минут, брать в руки, помещать в коробку и доставать снова. [6]
Более подробные исследования светящегося безэлектродного разряда получилось провести в 1942 году. Советский электротехник Георгий Бабат на несколько секунд получил сферический газовый разряд внутри камеры с низким давлением.
В 1958 году советский физик Петр Капица смог создать в шаровом резонаторе свободно парящий газовый разряд овальной формы, возникший при атмосферном давлении в гелиевой среде. Добавки различных органических соединений меняли яркость и цвет свечения.
В 2018 году команда финских и американских специалистов создала в лаборатории квантовый магнитный вихрь, который имел те же свойства, что и шаровая молния. Исследователи использовали два противоположно направленных потока электрического тока, в результате чего образовался синтетический электромагнитный узел шаровой формы. Микко Меттенен из университета Аалто в Хельсинки полагает, что шаровые молнии носят не только электрическую, но и квантовую природу. Их эксперимент стал возможен благодаря изучению скирмионов — квантовых квазичастиц, математическая модель которых отражает реальное, а не схематическое поведение протонов и нейтронов в атоме. [7]
Как появляется шаровая молния
Есть множество гипотез, по каким причинам возникает шаровая молния, но ни одна из них не получила полного признания в академической среде. «Электрические» гипотезы не объясняют, как поступает энергия к висящему в воздухе шару, а «химические» не согласуются с тем, что травмы людей после столкновения с шаровой молнией напоминают поражение током.
Визуальный обман
По этой версии шаровые молнии — не больше, чем иллюзия или плод богатого воображения очевидцев. Теорию подкрепляет исследование ученых из Инсбрукского университета, опубликованное в 2010 году. Они выяснили, что электрические токи, которые возникают во время грозы, могут влиять на визуальное восприятие света. Мы действительно можем подумать, что видим светящийся шар, но это будет лишь обманом зрения. [8] Правда, эта гипотеза не объясняет, откуда берутся такие разрушения, как, например, во время Великой грозы.
Волны электромагнитного излучения
В своей статье «О природе шаровой молнии» Петр Капица предположил, что у шаровой молнии должен быть внешний источник энергии, который ее подпитывает: «…наиболее естественный и, по-видимому, единственный способ подвода энергии — это поглощение приходящих извне интенсивных радиоволн» [9]. Радиоволны, в свою очередь, образуются из-за сочетания двух факторов — ионизированного воздуха и грозовых разрядов.
Реакция между кислородом и химическими элементами в почве
В 2012 году китайские ученые, исследовавшие обычные молнии, случайно записали шаровую с помощью спектрографов. Они нашли в шаровой молнии кремний, железо и кальций, которые есть и в почве. Это дало повод предположить, что при ударе обычной молнии эти элементы вступают в реакцию с кислородом, в результате чего образуется шаровая молния. [10]
Реакция на окнах
В 2012 году австралийские ученые в статье «Рождение шаровой молнии» предположили, что во время грозы на стеклянных окнах снаружи скапливаются ионы, а с внутренней стороны возникает электрическое поле. Этого, согласно теории, достаточно, чтобы вызвать разряд. [11]
Шаровая молния — это лишь свет и воздух.
Гипотезу выдвинул российский ученый Владимир Торчигин из Российской академии наук. Он предположил, что шаровая молния — это свет, оказавшийся в «ловушке» разреженного воздуха. [12]
Тектонические движения плит
Редкие вспышки электричества, похожие на шаровые молнии, могут появляться во время землетрясений. На этом основывается еще одна гипотеза о том, что за сутки до разлома земной коры в атмосфере Земли возникают значительные электрические поля неясной природы.
Что делать, если шаровая молния залетела в дом
По словам очевидцев, шаровые молнии способны залетать в квартиры, транспорт [13], проникать в помещения через розетки, проходить через окна, москитные сетки, стены и крыши. Светящиеся шары могут двигаться хаотично или по кругу, прыгать с потолка на пол, иметь высокую скорость или зависать в воздухе.
Сегодня мы имеем слишком мало сведений, чтобы давать конкретные советы о том, как вести себя при встрече с шаровой молнией. Мы можем опираться лишь на сведения от очевидцев, хоть это и не самые достоверные источники.
В любом случае, лучше всячески избегать контакта с шаровой молнией. Некоторые рекомендуют избегать металлических предметов, так как те якобы притягивают шаровые молнии. При встрече с шаровой молнией не рекомендуется делать резких движений, размахивать руками и пытаться выгнать молнию. Если неподалеку есть дверь, лучше всего попробовать укрыться за ней.