Шаровая молния – необычное явление природы. Шаровая молния: природа ее возникновения Описать физическое явление шаровая молния

Шаровая молния — необычное природное явление, которое представляет собой светящийся сгусток электрического тока. В природе встретить её практически невозможно, даже некоторые ученые утверждают, что это невозможно.

Как возникает шаровая молния

Большая часть специалистов говорят, что шаровая молния появляется после удара обычной молнии. Размер их может быть как обычный персик и доходить до размеров футбольного мяча. Цвет шаровой молнии может быть — оранжевый, желтый, красный или ярко-белый. С каждым приближением шара, можно услышать страшное жужжание и шипение.

Время существования шаровой молнии может достигать нескольких минут. Есть одна теория, которая утверждает, что шаровая молния — это копия небольшой грозовой тучи. Возможно, в воздухе постоянно существуют мельчайшие пылинки, а молния в свою очередь дает электрический заряд пылинкам в конкретном участке воздуха. Часть пылинок заряжаются отрицательно, а друга часть положительно. Затем миллионы маленьких молний соединяют разноименно заряженные пылинки, а далее в воздухе создается сверкающий круглый шар.

Шаровая молния — достаточно редкое природное явление.
На данный момент невозможно точно сказать, как возникает шаровая молния. Существует сотни теорий, которые объясняют её появление, но ни одна из них не доказана.
В 1638 году впервые было задокументировано появление шаровой молнии. Она в те времена залетела в церковь во время грозы.
Шаровая молния может с легкостью расплавить оконное стекло.
Чаще всего шаровые молнии попадают в квартиру через двери и окна.
Скорость передвижения данного природного явления может достигать до 10 метров в секунду.
Предположительно, что температура в центре шара составляет тысячи градусов.

Шаровая молния - уникальное природное явление: природа возникновения; физические свойства; характеристика

На сегодняшний день единственной и основной проблемой в исследовании данного феномена является отсутствие возможности воссоздать такую молнию в условиях научных лабораторий.

Поэтому большинство предположений по поводу физической природы шарообразного электрического сгустка в атмосфере так и остаются теоретическими.

Первым, кто предположил природу шаровой молнии был русский учёный-физик Пётр Леонидович Капица. Согласно его учениям, такой вид молний возникает во время разряда между грозовыми облаками и землёй на электромагнитной оси, по которой она дрейфует.

Помимо Капицы, рядом физиков были выдвинуты теории, о ядровом и каркасном строении разряда или об ионном происхождении шаровой молнии.

Многие скептики утверждали, что это всего лишь зрительный обман или же кратковременные галлюцинации, а самого такого явления природы не существует. В настоящее время современное оборудование и аппаратура пока ещё не зафиксировала радиоволны необходимой для создания молнии.

Как образуется шаровая молния

Она образуется, как правило, во время сильной грозы, однако, не раз её замечали и при солнечной погоде. Возникает шаровая молния внезапно и в единичном случае. Она может появиться из облаков, из-за деревьев или других предметов и строений. Шаровая молния с лёгкостью преодолевает преграды на своём пути, в том числе попадает в замкнутые пространства. Описаны случаи, когда такой вид молнии возникал из телевизора, кабины самолёта, розеток, в закрытых помещениях... При этом, она может миновать предметы на своём пути, проходя сквозь них.

Неоднократно возникновение электрического сгустка было зафиксировано в одних и тех же местах. Процесс движения или миграции молний происходит в основном горизонтально и на высоте около метра над землёй. Отмечается также и звуковое сопровождение в виде хруста, треска и писка, что приводит к помехам в радиоэфире.

По описаниям очевидцев этого феномена выделяют два вида молний:

Характеристики

До сих пор неизвестно происхождение такой молнии. Есть версии, что электрический разряд возникает или на поверхности молнии, или выходит из совокупного объёма.

Учёным пока не известен физико-химический состав, благодаря которому такое явление природы может без труда преодолевать дверные проёмы, окна, небольшие щели, и вновь приобретать исходные размеры и форму. В связи с этим были выдвинуты гипотетические предположения о строении из газа, но такой газ по законам физики должен был бы взлететь в воздух под воздействием внутреннего тепла.

Размер шаровой молнии обычно составляет 10 – 20 сантиметров.
Цвет свечения, как правило, может быть голубым, белым или оранжевым. Однако, свидетели этого явления сообщают, что постоянный цвет не наблюдался и он всегда менялся.
Форма шаровой молнии в большинстве случаев сферическая.
Длительность существования оценивалась не более 30 секунд.
Температура окончательно не исследована, но по оценке специалистов она составляет до 1000 градусов по Цельсию.

Не зная природы происхождения этого природного явления, трудно делать предположения о том, каким образом перемещается шаровая молния. Согласно одной из теорий, перемещение такой формы электрического разряда может происходить благодаря силе ветра, действии электромагнитных колебаний или же силы притяжения.

Чем опасна шаровая молния

Несмотря на множество самых разных гипотез о природе возникновения и характеристиках этого явления природы, необходимо принимать во внимание, что взаимодействие с шаровой молнией крайне опасно, так как шар, заполненный большим разрядом, может не только нанести увечья, но и убить. Взрыв может привести к трагическим последствиям.

Первое правило, которое нужно соблюдать при встрече с огненным шаром – это не паниковать, не бежать, не совершать быстрых и резких движений.
Необходимо медленно уйти с траектории движения шара, при этом держась на расстоянии от него и не поворачиваться спиной.
При появлении шаровой молнии в закрытом помещении, первое, что нужно сделать – это постараться аккуратно открыть окно в целях создания сквозняка.
Помимо вышеуказанных правил строго запрещается бросать какие-либо предметы в плазменный шар, так как это может привести к взрыву со смертельным исходом.

Так в районе Луганска молния размером с мяч для гольфа убила водителя, а в Пятигорске мужчина, пытаясь отмахнуться от светящегося шара, получил сильные ожоги рук. В Бурятии молния опустилась сквозь крышу и взорвалась в доме. Взрыв был такой силы, что окна и двери были выбиты, стены повреждены, а хозяева домовладения травмированы и получили контузию.

Видео: 10 Фактов о шаровой молнии

В данном видеосюжете представлены Вашему вниманию факты о самом загадочном и удивительном природном явлении

Шарова́я мо́лния - редкое природное явление, выглядящее как светящееся и плавающее в воздухе образование. Единой физической теории возникновения и протекания этого явления к настоящему времени не представлено, также существуют научные теории, которые сводят феномен к галлюцинациям . Существует множество гипотез , объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания в академической среде. В лабораторных условиях похожие, но кратковременные, явления удалось получить несколькими разными способами, так что вопрос о природе шаровой молнии остаётся открытым. По состоянию на начало XXI века , не было создано ни одной опытной установки, на которой это природное явление искусственно воспроизводилось бы в соответствии с описаниями очевидцев наблюдения шаровой молнии.

Широко распространено мнение, что шаровая молния - явление электрического происхождения, естественной природы, то есть представляет собой особого вида молнию , существующую продолжительное время и имеющую форму шара, способного перемещаться по непредсказуемой, иногда удивительной для очевидцев траектории.

Традиционно достоверность многих свидетельств очевидцев шаровой молнии остаётся под сомнением, в том числе:

сам факт наблюдения хоть какого-то явления;
факт наблюдения именно шаровой молнии, а не какого-то другого явления;
отдельные подробности явления, приводимые в свидетельстве очевидца.

Сомнения в достоверности многих свидетельств осложняют изучение явления, а также создают почву для появления разных спекулятивно-сенсационных материалов, якобы связанных с этим явлением.

По свидетельствам очевидцев, шаровая молния обычно появляется в грозовую , штормовую погоду; зачастую (но не обязательно) наряду с обычными молниями. Чаще всего она как бы «выходит» из проводника или порождается обычными молниями, иногда спускается с облаков, в редких случаях - неожиданно появляется в воздухе или, как сообщают очевидцы, может выйти из какого-либо предмета (дерево, столб) .

В связи с тем, что появление шаровой молнии как природного явления происходит редко, а попытки искусственно воспроизвести его в масштабах природного явления не удаются, основным материалом для изучения шаровых молний являются свидетельства неподготовленных к проведению наблюдений случайных очевидцев. В некоторых случаях очевидцы-современники произвели фото- и/или видеосъёмку явления. Но при этом низкое качество этих материалов не позволяет использовать их в научных целях.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Что Такое Шаровая Молния?

✪ Science show. Выпуск 21. Шаровая молния

✪ Шаровая молния / Спрайты, эльфы, джеты / Грозовые явления

✪ Шаровая молния - уникальная съемка

✪ ✅Ловим молнии воздушным змеем! Эксперименты с грозой

Субтитры

Явление и наука

Вплоть до 2010 года вопрос существования шаровых молний был принципиально опровержимым . Вследствие этого, а также под давлением наличия множества очевидцев, в научных изданиях было невозможно отрицать существование шаровых молний.

Так, в предисловии к бюллетеню Комиссии РАН по борьбе со лженаукой «В защиту науки», № 5, 2009 использовались формулировки:

Конечно, в шаровой молнии до сих пор много неясного: не желает она залетать в лаборатории ученых, оснащенные подобающими приборами .

Теория происхождения шаровой молнии, отвечающая критерию Поппера , была разработана в 2010 году австрийскими учёными Джозефом Пиром (Joseph Peer) и Александром Кендлем (Alexander Kendl) из Университета Инсбрука . Они опубликовали в научном журнале Physics Letters A предположение, что свидетельства о шаровых молниях можно понимать как проявление фосфенов - зрительных ощущений без воздействия на глаз света, то есть шаровые молнии являются галлюцинациями .

Их расчёты показывают, что магнитные поля определённых молний с повторяющимися разрядами индуцируют электрические поля в нейроны зрительной коры, которые и кажутся человеку шаровой молнией. Фосфены могут проявиться у людей, находящихся на расстоянии до 100 метров от удара молнии.

Данное приборное наблюдение, вероятно, означает, что гипотеза фосфенов не является исчерпывающей.

История наблюдений

Большой вклад в работу по наблюдению и описанию шаровой молнии внёс советский учёный И. П. Стаханов , который вместе с С. Л. Лопатниковым в журнале «Знание - сила » в 1970-х годах опубликовал статью о шаровых молниях. В конце этой статьи он приложил анкету и попросил очевидцев прислать ему свои подробные воспоминания этого явления. В результате он накопил обширную статистику - более тысячи случаев, что позволило ему обобщить некоторые свойства шаровой молнии и предложить свою теоретическую модель шаровой молнии.

Исторические свидетельства

Гроза в Уидеком-ин-те-Мур

21 октября 1638 года молния появилась во время грозы в церкви деревушки Уидеком-ин-те-Мур графства Девон в Англии. Очевидцы рассказывали, что в церковь влетел огромный огненный шар порядка двух с половиной метров в поперечнике. Он выбил из стен церкви несколько больших камней и деревянных балок. Затем шар, якобы, сломал скамейки, разбил много окон и наполнил помещение густым тёмным дымом с запахом серы. Потом он разделился пополам; первый шар вылетел наружу, разбив ещё одно окно, второй исчез где-то внутри церкви. В результате 4 человека погибло, 60 получили ранения. Явление объясняли «пришествием дьявола», или «адским пламенем» и обвинили во всём двух людей, которые осмелились играть в карты во время проповеди.

Случай на борту «Монтаг»

О внушительных размерах молнии сообщается со слов корабельного доктора Грегори в 1749 году. Адмирал Чемберс на борту «Монтаг» около полудня поднялся на палубу замерить координаты судна. Он заметил довольно большой голубой огненный шар на расстоянии около трёх миль. Незамедлительно был отдан приказ спустить топсели, но шар двигался очень быстро, и прежде чем удалось сменить курс, он взлетел практически вертикально и находясь не выше сорока-пятидесяти ярдов над оснасткой, исчез с мощным взрывом, который описывается, как одновременный залп тысячи орудий. Верхушка грот-мачты была уничтожена. Пятерых человек сбило с ног, один из них получил множество ушибов. Шар оставил после себя сильный запах серы; перед взрывом его величина достигала размеров мельничного жернова.

Смерть Георга Рихмана Случай с кораблём «Уоррен Хастингс»

Одно британское издание сообщало о том, что в 1809 году корабль «Уоррен Хастингс» во время шторма «атаковало три огненных шара». Команда видела, как один из них спустился и убил человека на палубе. Того, кто решил забрать тело, ударил второй шар; его сбило с ног, на теле остались лёгкие ожоги. Третий шар убил ещё одного человека. Команда отметила, что после происшествия над палубой стоял отвратительный запах серы.

Описание в книге Вильфрида де Фонвьюэля «Молния и свечение»

Книга французского автора сообщает о примерно 150 встречах с шарообразной молнией: «Судя по всему, шарообразные молнии сильно притягиваются металлическими предметами, поэтому они часто оказываются у балконных перил, водопроводных и газовых труб. Они не имеют определённой окраски, оттенок их может быть разный, например в Кётен в герцогстве Ангальт молния была зелёной. M. Колон, заместитель председателя Парижского Геологического Общества видел, как шар медленно спустился вдоль коры дерева. Коснувшись поверхности земли, он подпрыгнул и исчез без взрыва. 10 сентября 1845 года в долине Корреце молния влетела в кухню одного из домов деревни Саланьяк. Шар прокатился через всё помещение, не причиня никакого ущерба находящимся там людям. Добравшись до граничащего с кухней хлева, он неожиданно взорвался и убил случайно запертую там свинью. Животное не было знакомо с чудесами грома и молнии, поэтому осмелилось запахнуть самым непристойным и неподобающим образом. Двигаются молнии не очень быстро: некоторые даже видели, как они останавливаются, но от этого шары приносят не меньше разрушений. Молния, влетевшая в церковь города Штральзунд, при взрыве выбросила несколько маленьких шаров, которые тоже взрывались как артиллерийские снаряды.»

Ремарка в литературе 1864 года

В издании «A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar» 1864 года Эбенезер Кобэм Брюер рассуждает о «шарообразной молнии». В его описании молния предстаёт как медленно движущийся огненный шар из взрывоопасного газа, который иногда спускается к земле и движется вдоль её поверхности. Также отмечается, что шары могут делиться на шары меньшего размера и взрываться «подобно пушечному выстрелу».

Другие свидетельства

В серии детских книг писательницы Лауры Ингаллс Уайлдер есть отсылка к шаровой молнии. Хотя истории в книгах считаются вымышленными, автор настаивает на том, что они действительно происходили в её жизни. Согласно такому описанию, зимой во время метели у чугунной печи появилось три шара. Они возникли у печной трубы, затем покатились по полу и исчезли. При этом за ними гналась с метлой Каролина Ингаллс - мать писательницы.
30 апреля 1877 года шаровая молния влетела в центральный храм Амритсара (Индия) - Хармандир Сахиб. Явление наблюдало несколько человек, пока шар не покинул помещение через переднюю дверь. Этот случай запечатлён на воротах Даршани Деоди.
22 ноября 1894 года в городе Голден, штат Колорадо (США), появилась шаровая молния, которая просуществовала неожиданно долго. Как сообщала газета «Голден Глоб»: «В ночь на понедельник в городе можно было наблюдать красивое и странное явление. Поднялся сильный ветер и воздух, казалось, был наполнен электричеством. Те, кто той ночью оказался рядом со школой, могли наблюдать, как огненные шары летали друг за другом в течение получаса. В этом здании находятся электрические и динамо-машины производства, возможно, лучшего завода во всём штате. Вероятно, в минувший понедельник к узникам динамо-машин прибыла делегация прямо из облаков. Определённо, этот визит удался на славу, равно как и та неистовая игра, которую они вместе затеяли».
В июле 1907 года на западном побережье Австралии в маяк на мысе Кабо-Натуралист ударила шаровая молния. Смотритель маяка Патрик Бэйрд лишился сознания, а явление описала его дочь Этель.

Современные свидетельства

Подводники многократно и последовательно сообщали о маленьких шаровых молниях, возникающих в замкнутом пространстве подводной лодки. Они появлялись при включении, выключении, или неверном включении батареи аккумуляторов , либо в случае отключения, или неверного подключения высокоиндуктивных электромоторов. Попытки воспроизвести явление, используя запасную батарею подводной лодки, оканчивались неудачами и взрывом.

6 августа 1944 года в шведском городе Уппсала шаровая молния прошла сквозь закрытое окно, оставив за собой круглую дырку около 5 см в диаметре. Явление не только наблюдали местные жители, но и также сработала система слежения за разрядами молнии Уппсальского университета , которая находится на отделении изучения электричества и молнии.
В 1954 году физик Тар Домокош (Domokos Tar) наблюдал молнию в сильную грозу. Он описал увиденное достаточно подробно: «Это произошло тёплым летним днём на острове Маргарет на Дунае . Было где-то 25-27 градусов по Цельсию, небо быстро затянуло облаками, и приближалась сильная гроза. Вдалеке слышался гром. Поднялся ветер, начался дождь. Фронт грозы надвигался очень быстро. Поблизости не было ничего, где можно было бы укрыться, рядом только находился одинокий куст (высотой около 2 м), который гнуло ветром к земле. Влажность поднялась почти до 100 % из-за дождя. Вдруг прямо передо мной (приблизительно в 50 метрах) в землю ударила молния (на расстоянии в 2,5 м от куста). Такого грохота я никогда в своей жизни не слышал. Это был очень яркий канал 25-30 см в диаметре, он был точно перпендикулярен поверхности земли. Где-то две секунды было темно, а затем на высоте 1,2 м появился красивый шар диаметром 30-40 см. Он появился на расстоянии в 2,5 м от места удара молнии, так что это место удара было прямо посередине между шаром и кустом. Шар сверкал подобно маленькому солнцу и вращался против часовой стрелки. Ось вращения была параллельна земле и перпендикулярна линии „куст - место удара - шар“. У шара было также один-два красноватых завитка или хвостика, которые выходили направо назад (на север), но не такие яркие как сама сфера. Они влились в шар спустя доли секунды (~0,3 с). Сам шар медленно и с постоянной скоростью двигался по горизонтали по той же линии от куста. Его цвета были чёткими, а яркость - постоянной на всей поверхности. Вращения больше не было, движение происходило на неизменной высоте и с постоянной скоростью. Изменения в размерах я больше не заметил. Прошло ещё примерно три секунды - шар моментально исчез, причём совершенно беззвучно, хотя из-за шума грозы я мог и не расслышать». Сам автор предполагает, что разность температур внутри и вне канала обычной молнии с помощью порыва ветра сформировала некое вихревое кольцо , из которого потом образовалась наблюдаемая шаровая молния .
17 августа 1978 года группа из пяти советских альпинистов (Кавуненко, Башкиров , Зыбин, Копров, Коровкин) спускалась с вершины горы Трапеция и остановилась на ночлег на высоте 3900 метров. По свидетельству мастера спорта международного класса по альпинизму В. Кавуненко, в закрытой палатке появилась шаровая молния ярко-жёлтого цвета размером с теннисный мяч, которая продолжительное время хаотично перемещалась от тела к телу, издавая треск. Один из спортсменов, Олег Коровкин, погиб на месте от контакта молнии с областью солнечного сплетения , остальные смогли вызвать помощь и были доставлены в городскую больницу Пятигорска с большим количеством ожогов 4-й степени необъяснимого происхождения. Случай был описан Валентином Аккуратовым в статье «Встреча с огненным шаром» в январском выпуске журнала «Техника-Молодежи» за 1982 год.
В 2008 году в Казани шаровая молния залетела в окно троллейбуса . Кондуктор с помощью валидатора отбросила её в конец салона, где не было пассажиров и через несколько секунд произошёл взрыв. В салоне находилось 20 человек, никто не пострадал. Троллейбус вышел из строя, валидатор нагрелся и побелел, но остался в рабочем состоянии.
10 июля 2011 года в чешском городе Либерец шаровая молния появилась в диспетчерском здании городских аварийных служб. Шар с двухметровым хвостом подпрыгнул к потолку прямо из окна, упал на пол, снова подпрыгнул к потолку, пролетел 2-3 метра, а затем упал на пол и исчез. Это испугало сотрудников, которые почувствовали запах горелой проводки, и посчитали, что начался пожар. Все компьютеры зависли (но не сломались), коммуникационное оборудование выбыло из строя на ночь , пока его не починили. Кроме того, был уничтожен один монитор .
4 августа 2012 года шаровая молния напугала сельчанку в Пружанском районе Брестской области . Как рассказывает газета «Раённыя будні», шаровая молния влетела в дом во время грозы. Причем, как рассказала изданию хозяйка дома Надежда Владимировна Остапук, окна и двери в доме были закрыты и женщина так и не смогла понять, каким образом огненный шар проник в помещение. К счастью, женщина догадалась, что не стоит делать резких движений, и осталась просто сидеть на месте, наблюдая за молнией. Шаровая молния пролетела над её головой и разрядилась в электропроводку на стене. В результате необычного природного явления никто не пострадал, лишь была повреждена внутренняя отделка комнаты, сообщает издание.

Искусственное воспроизведение явления

Обзор подходов для искусственного воспроизведения

Поскольку в появлении шаровых молний прослеживается явная связь с другими проявлениями атмосферного электричества (например, обычной молнией), то большинство опытов проводилось по следующей схеме: создавался газовый разряд (о свечении газовых разрядов широко известно), и затем искались условия, когда светящийся разряд мог бы существовать в виде сферического тела. Но у исследователей возникают только кратковременные газовые разряды сферической формы, живущие максимум несколько секунд, что не соответствует свидетельствам очевидцев природной шаровой молнии. А. М. Хазен выдвинул идею генератора шаровых молний, состоящего из антенны передатчика СВЧ, длинного проводника и импульсного генератора высокого напряжения .

Список заявлений

Было сделано несколько заявлений о получении шаровой молнии в лабораториях, но в основном к этим заявлениям сложилось скептическое отношение в академической среде. Остаётся открытым вопрос: «Действительно ли наблюдаемые в лабораторных условиях явления тождественны природному явлению шаровой молнии»?

Попытки теоретического объяснения

В наш век, когда физики знают, что происходило в первые секунды существования Вселенной, и что творится в ещё не открытых чёрных дырах, все же приходится с удивлением признать, что основные стихии древности - воздух и вода - всё ещё остаются загадкой для нас.

Большинство теорий сходится на том, что причина образования любой шаровой молнии связана с прохождением газов через область с большой разностью электрических потенциалов, что вызывает ионизацию этих газов и их сжатие в виде шара [ ] .

Экспериментальная проверка существующих теорий затруднена. Даже если считать только предположения, опубликованные в серьёзных научных журналах, то количество теоретических моделей, которые с разной степенью успеха описывают явление и отвечают на эти вопросы, довольно велико.

Классификация теорий

По признаку места энергетического источника, поддерживающего существование шаровой молнии, теории можно разделить на два класса:
- предполагающие внешний источник;
- предполагающие нахождение источника внутри шаровой молнии.

Обзор существующих теорий

Гипотеза Курдюмова С. П. о существовании локализованных диссипативных структур в неравновесных средах: «…Самые простейшие проявления процессов локализации в нелинейных средах - вихри… Они имеют определенные размеры, время существования, могут самопроизвольно зарождаться при обтекании тел, возникать и исчезать в жидкостях и газах в режимах перемежаемости, близких к турбулентному состоянию. Примером могут служить солитоны, возникающие в различных нелинейных средах. Ещё сложнее (с точки зрения определенных математических подходов) - диссипативные структуры… на определенных участках среды может иметь место локализация процессов в виде солитонов, автоволн, диссипативных структур… важно выделить… локализацию процессов на среде в виде структур, имеющих определенную форму, архитектуру».
Гипотеза Капицы П. Л . о резонансной природе шаровой молнии во внешнем поле: между облаками и землёй возникает стоячая электромагнитная волна , и когда она достигает критической амплитуды , в каком-либо месте (чаще всего, ближе к земле) возникает пробой воздуха, образуется газовый разряд. В этом случае шаровая молния оказывается как бы «нанизана» на силовые линии стоячей волны и будет двигаться вдоль проводящих поверхностей. Стоячая волна тогда отвечает за энергетическую подпитку шаровой молнии. («… При достаточном напряжении электрического поля должны возникнуть условия для безэлектродного пробоя, который путём ионизационного резонансного поглощения плазмой должен развиться в светящийся шар с диаметром, равным примерно четверти длины волны» ).
Гипотеза Широносова В. Г.: предложена самосогласованная резонансная модель шаровой молнии на основе работ и гипотез: Курдюмова С. П. (о существовании локализованных диссипативных структур в неравновесных средах); Капицы П. Л. (о резонансной природе шаровой молнии во внешнем поле). Резонансная модель шаровой молнии П. Л. Капицы наиболее логично объяснив многое, не объяснила главного - причин возникновения и длительного существования интенсивных коротковолновых электромагнитных колебаний во время грозы. Согласно выдвинутой теории внутри шаровой молнии, помимо предполагаемых П. Л. Капицей коротковолновых электромагнитных колебаний, существуют дополнительные значительные магнитные поля в десятки мегаэрстед . В первом приближении, шаровую молнию можно рассматривать как самоустойчивую плазму - «удерживающую» саму себя в собственных резонансных переменных и постоянных магнитных полях. Резонансная самосогласованная модель шаровой молнии, позволила объяснить не только её многочисленные загадки и особенности качественно и количественно, но и в частности наметить путь экспериментального получения шаровой молнии и аналогичных самоустойчивых плазменных резонансных образований, управляемых электромагнитными полями. Любопытно заметить, что температура такой самоудерживающейся плазмы в понимании хаотического движения будет «близка» к нулю из-за строго упорядоченного синхронного движения заряженных частиц. Соответственно время жизни такой шаровой молнии (резонансной системы) велико и пропорционально её добротности.
Принципиально другая гипотеза Смирнова Б. М., занимавшегося проблемой шаровой молнии много лет. В его теории ядро шаровой молнии - это переплетённая ячеистая структура, нечто вроде аэрогеля , которая обеспечивает прочный каркас при малом весе. Только нити каркаса - это нити плазмы, а не твёрдого тела. И энергетический запас шаровой молнии целиком скрывается в огромной поверхностной энергии такой микропористой структуры. Термодинамические расчёты на основе этой модели, в принципе, не противоречат наблюдаемым данным.
Ещё одна теория объясняет всю совокупность наблюдаемых явлений термохимическими эффектами, происходящими в насыщенном водяном паре в присутствии сильного электрического поля. Энергетика шаровой молнии здесь определяется теплотой химических реакций с участием молекул воды и их ионов . Автор теории уверен, что она даёт чёткий ответ на загадку шаровой молнии.
Следующая теория предполагает, что шаровая молния - это тяжёлые положительные и отрицательные ионы воздуха, образовавшиеся при ударе обычной молнии, рекомбинации которых мешает их гидролиз. Под действием электрических сил они собираются в шар и могут довольно долго сосуществовать до тех пор, пока не разрушится их водяная «шуба». Это объясняет ещё и тот факт, как различный цвет шаровой молнии и его прямая зависимость от времени существования самой шаровой молнии - скорости разрушения водяных «шуб» и начало процесса лавинной рекомбинации.
Согласно ещё одной теории, шаровая молния - это ридберговское вещество [ ] . Группа L.Holmlid. занимается приготовлением ридберговского вещества в лабораторных условиях пока отнюдь не с целью производства шаровых молний, а в основном с целью получения мощных электронных и ионных потоков, используя то, что работа выхода ридберговского вещества очень мала, несколько десятых электронвольта . Предположение, что шаровая молния является ридберговским веществом, описывает гораздо больше её наблюдаемых свойств, от способности возникать при разных условиях, состоять из разных атомов, и до способности проходить сквозь стены и восстанавливать шарообразную форму. Конденсатом ридберговского вещества пытаются также объяснить плазмоиды, получаемые в жидком азоте . Использовалась модель шаровой молнии, основанная на пространственных ленгмюровских солитонах в плазме с двухатомными ионами .
Неожиданный подход к объяснению природы шаровой молнии предлагается в течение последних шести лет Торчигиным В. П., согласно которым шаровая молния является некогерентным оптическим пространственным солитоном , кривизна которого отлична от нуля. В переводе на более доступный язык шаровая молния представляет собой тонкий слой сильно сжатого воздуха, в котором по всевозможным направлениям циркулирует обычный интенсивный белый свет. Этот свет за счёт создаваемого им электрострикционного давления обеспечивает сжатие воздуха. В свою очередь, сжатый воздух выступает в качестве световода , который препятствует излучению света в свободное пространство [ ] . Можно сказать, что шаровая молния - это самоограниченный интенсивный свет или световой пузырь, возникший из обычной линейной молнии [ ] . Как и обычный световой луч, световой пузырь в земной атмосфере смещается в направлении показателя преломления воздуха, в котором он находится.
Что касается попыток лабораторного воспроизведения шаровых молний, то Науер в 1953 и 1956 годах сообщал о получении светящихся объектов, наблюдаемые свойства которых полностью совпадают со свойствами световых пузырей. Свойства световых пузырей можно получить теоретически на основе общепринятых физических законов. Наблюдаемые Науером объекты не подвержены действию электрических и магнитных полей, излучают свет со своей поверхности, они могут обходить препятствия и сохраняют целостность после проникновения через небольшие отверстия. Науер предполагал, что природа этих объектов никак не связана с электричеством. Относительно малое время жизни таких объектов (несколько секунд) объясняется малой запасённой энергией из-за слабой мощности используемого электрического разряда. При увеличении запасённой энергии увеличивается степень сжатия воздуха в оболочке светового пузыря, что ведёт к улучшению способности световода ограничивать циркулирующий в нём свет и к соответствующему увеличению времени жизни светового пузыря. Работы Науера представляют собой уникальный [ ] случай, когда экспериментальное подтверждение теории появилось на 50 лет раньше самой теории.
В работах М. Дворникова была разработана модель шаровой молнии, основанная на сферически симметричных нелинейных осцилляциях заряженных частиц в плазме. Данные осцилляции были рассмотрены в рамках классической и квантовой механики . Обнаружено, что наиболее интенсивные осцилляции плазмы происходят в центральных областях шаровой молнии. Высказано предположение , что в шаровой молнии могут возникать связанные состояния радиально осциллирующих заряженных частиц с противоположно ориентированными спинами - аналог куперовских пар, что в свою очередь может приводить к возникновению сверхпроводящей фазы внутри шаровой молнии. Ранее идея о сверхпроводимости в шаровой молнии высказывалась в работах . Также, в рамках предложенной модели исследована возможность возникновения шаровой молнии с составным ядром .
Австрийские учёные из Университета Инсбрука Йозеф Пеер и Александр Кендль в своей работе, опубликованной в научном журнале Physics Letters A , описали воздействие магнитных полей, возникающих при разряде молнии, на головной мозг человека. По их словам, в зрительных центрах коры головного мозга возникают так называемые фосфены - зрительные образы, которые появляются у человека при воздействии на мозг или зрительный нерв сильных электромагнитных полей. Учёные сравнивают такое воздействие с транскраниальной магнитной стимуляцией (ТМС), когда на кору головного мозга направляются магнитные импульсы, провоцируя появление фосфенов . ТМС часто применяется в качестве диагностической процедуры в амбулаторных условиях. Таким образом, считают физики, когда человеку кажется, что перед ним шаровая молния, на самом деле это - фосфены . «Когда кто-то находится в радиусе нескольких сотен метров от удара молнии, в глазах на несколько секунд может возникнуть белое пятно, - объясняет Кендль. - Это происходит под воздействием на кору головного мозга электромагнитного импульса». Правда, эта теория не объясняет того, как шаровые молнии удаётся заснять на видео.
Российский математик М. И. Зеликин предложил объяснение феномена шаровой молнии, основанное на пока не подтверждённой гипотезе о сверхпроводимости плазмы . [ ]
В работе А. М. Хазена разработана модель шаровой молнии как стационарно существующего в электрическом поле грозы плазменного сгустка с неоднородной диэлектрической проницаемостью. Электрический потенциал описывается уравнением типа уравнения Шрёдингера .

В художественной литературе

См. также

Примечания

Белые пятна науки Top-10 «Популярная механика» № 11, 2013 Шаровая молния
admin . Шаровая молния - чудо природы - Новости про космоc (рус.) , Новости про космоc (10 апреля 2017). Дата обращения 10 апреля 2017.
Cen, Jianyong; Yuan, Ping; Xue, Simin (17 January 2014). «Observation of the Optical and Spectral Characteristics of Ball Lightning». Physical Review Letters (American Physical Society) 112 (035001)
Напор лженауки не ослабевает // Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований
Physics Letters A, Volume 347, Issue 29, pp. 2932-2935 (2010). Erratum and addendum: Physics Letters A, Volume 347, Issue 47, pp. 4797-4799 (2010)
Таинственная шаровая молния: Иллюзия или реальность
Игорь Иванов. Впервые получен спектр свечения шаровой молнии (неопр.) . Элементы.ру (20 января 2014). Дата обращения 21 января 2014. Архивировано 21 января 2014 года.
Observation of the Optical and Spectral Characteristics of Ball Lightning (англ.) . Physical Review Letters .
И. Стаханов «Физик, который знал о шаровой молнии больше всех»
Klotblixten - naturens olösta gåta (неопр.) . www.hvi.uu.se. Дата обращения 18 августа 2016.
Observation of Lightning Ball (Ball Lightning): A new phenomenological description of the phenomenon
Валентин Аккуратов Встреча с огненным шаром
Кондуктор из Казани спасла пассажиров троллейбуса, в который влетела шаровая молния ОРТ
Kulový blesk přehodil dispečink liberecké záchranky na manuál (неопр.) . iDNES.cz (10 июля 2011). Дата обращения 29 июля 2016.
Шаровая молния напугала сельчанку в Брестской области - Новости Происшествий. Новости@Mail.ru
, с. 109.
К. Л. Корум, Дж. Ф. Корум «Эксперименты по созданию шаровой молнии при помощи высокочастотного разряда и электрохимические фрактальные кластеры»//УФН, 1990, т.160, вып.4.
А. И. Егорова, С. И. Степанова и Г. Д. Шабанова, Демонстрация шаровой молнии в лаборатории , УФН, т.174, вып.1, стр.107-109, (2004)
Barry J.D. Ball Lightning and Bead Lightning. N.-Y.: Plenum Press, 1980 164-171
Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Синергетическое мировидение. Глава V.. - Серия "Синергетика: от прошлого к будущему". Изд.2, испр. и доп. 2005. 240 с.. - 2005. - 240 с.
П. Л. Капица О природе шаровой молнии ДАН СССР 1955. Том 101, № 2, стр. 245-248.
Капица П. Л. О природе шаровой молнии // Эксперимент. Теория. Практика. - М.: Наука, 1981. - С. 65-71.
В. Г. Широносов Физическая природа шаровой молнии Тезисы докладов 4-й Российской Университетско-Академической Научно-практической конференции, ч.7. Ижевск: Изд-во Удм. ун-та, 1999, с. 58
B.M.Smirnov, Physics Reports, 224 (1993) 151 , Смирнов Б. М. Физика шаровой молнии // УФН, 1990, т.160. вып.4. стр.1-45
D.J.Turner, Physics Reports 293 (1998) 1
Э. А. Маныкин, М. И. Ожован, П. П. Полуэктов. Конденсированное ридберговское вещество. Природа, № 1 (1025), 22-30 (2001). http://www.fidel-kastro.ru/nature/vivovoco.nns.ru/VV/JOURNAL/NATURE/01_01/RIDBERG.HTM
M.I. Ojovan. Rydberg Matter Clusters: Theory of Interaction and Sorption Properties. J. Clust. Sci., 23 (1), 35-46 (2012). doi:10.1007/s10876.011.0410.6
А. И. Климов, Д. М. Мельниченко, Н. Н. Суковаткин «ДОЛГОЖИВУЩИЕ ЭНЕРГОЕМКИЕ ВОЗБУЖДЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ И ПЛАЗМОИДЫ В ЖИДКОМ АЗОТЕ»

Шаровая молния. Это загадочное явление природы еще очень мало изучено. Немало случаев, когда этот сгусток сокрушительной энергии попадает в наши жилища. Она проникает в помещение через малейшие трещины, дымоходы и даже через гладкое стекло. Шаровая молния - быстротечное явление, но иногда ее можно наблюдать в течении 20 секунд.

Шаровая молния считается особым видом молнии, который представляет собой плывущий по воздуху светящийся огненный шар (иногда имеет вид гриба, капли или груши).

Попадая в квартиру, шаровая молния ведет себя по-разному: она или гаснет, или с треском "разбрызгивается". Размеры ее бывают разными. Наиболее часто встречаются молнии размером примерно в 15 см. Но бывают случаи, когда в диаметре она достигает 1 метра и больше. При контакте с человеком в основном дело кончается трагически. Но в редких случаях этого не происходит. Не так давно в Китае случился такой контакт: удивительно, но 2 раза попав в одного и того же человека, она не убила его (инцидент был показан по телевизору).

Описан случай такой встречи с шаровой молнией: в Зимбабве (Африка) молодая женщина при таком контакте отделалась лишь потерей платья и прически. В Пятигорске рабочий-кровельщик обжег руки, пытаясь отмахнуться от небольшого шарика, который как бы завис над ним. Пришлось долго лечиться, ибо такие ожоги долго не заживают. Но случаев, которые кончаются трагически гораздо больше. Летом произошел случай, когда был убит нестарый еще человек, который пас на выгоне общественную скотину. Шаровая молния уничтожила его вместе с конем.

Были случаи, когда самолеты встречаются с этими огненными шарами. Но пока не зафиксировано гибели самолета или экипажа (отмечались лишь незначительные разрушения обшивки).

Как выглядит шаровая молния

Шаровые молнии бывают разной формы: круглые, овальные, конусообразные и др. Цвет молний тоже имеет полный спектр окрасок. Встречаются красные с разными оттенками, зеленые, оранжевые, белые. Некоторые виды молний имеют светящийся "хвост". Что это за явление природы? Ученые говорят, что шаровая молния это сгусток плазмы, температура которого может составлять 30000000 градусов. Это выше солнечной температуры в его центре.

Отчего это происходит, какова его природа возникновения. Отмечены наблюдения возникновения этих "шариков" ниоткуда - в солнечный ясный день загадочные оранжевые шарики передвигались вблизи от поверхности, в месте, где не было никаких высоковольтных проводов и других видов энергетических источников. Может быть, они возникают глубоко в недрах нашей планеты, может - в разломах ее. В общем, это таинственное явление никем еще не изучено. Наши ученые больше знают о происхождении звезд, чем о том, что происходит у них под носом из века в век.

Типы шаровых молний

На основании рассказов очевидцев выделяют два основных типа шаровых молний:

Первый — это шаровая молния красного цвета, спускающаяся с облака. Когда такой небесный гостинец коснется какого - нибудь предмета на земле, например дерева, он взрывается. Интересно: шаровая молния размером может быть с футбольный мяч, она умеет угрожающе шипеть и жужжать.
Другой тип шаровой молнии долго путешествует вдоль земной поверхности и светится ярким белым светом. Шар притягивается к хорошим проводникам электричества и может коснуться чего угодно — земли, линии электропередачи или человека.

Время существования шаровой молнии

Шаровая молния существует от нескольких секунд до нескольких минут. Почему так получается?

Одна из теории утверждает, что шар — маленькая копия грозовой тучи. Вот как это, возможно и происходит. В воздухе постоянно находятся мельчайшие пылинки. Молния может сообщить электрический заряд пылинкам в определенном участке воздуха. Одни пылинки заряжаются положительно, другие — отрицательно. В дальнейшем световом представлении длительностью до многих секунд миллионы мелких молний соединяют разноименно заряженные пылинки, создавая в воздухе образ сверкающего огненного шара - шаровую молнию.

Мы живем в интереснейшее время - на дворе XXI век, высокие технологии подвластны человеку и используются повсюду и в научной работе, и в быту. Исследуется и производится набор желающих поселиться на Красной планете. Между тем сегодня существуют различные механизм которых по-прежнему не изучен. К таким явлениям относится молния шаровая, представляющая неподдельный интерес для ученых всего мира.

Первый документально подтвержденный случай появления шаровой молнии имел место в 1638 г. в Англии, в одной из церквей графства Девон. В результате бесчинств огромного огненного шара погибли 4 человека, ранения получили около 60. Впоследствии периодически появлялись новые сообщения о подобных явлениях, но их было немного, поскольку очевидцы считали шаровую молнию иллюзией или обманом зрения.

Первое обобщение случаев уникального природного явления произведено французом Ф. Араго в середине XIX века, в его статистике собрано около 30 свидетельств. Возрастающее количество подобных встреч позволило получить, на основе описаний очевидцев, некоторые характеристики, присущие небесной гостье.

Молния шаровая - явление электрического характера, передвигающийся в воздухе в непредсказуемом направлении, светящийся, но не излучающий тепло. На этом общие свойства заканчиваются и начинаются частности, характерные для каждого из случаев.

Это объясняется тем, что природа шаровой молнии до конца не изучена, поскольку до сих пор не было возможности исследовать это явление в лабораторных условиях или воссоздать модель для изучения. В некоторых случаях диаметр огненного шара равнялся нескольким сантиметрам, иногда достигал полуметра.

Фото шаровых молний завораживают своей красотой, но впечатление безобидной оптической иллюзии обманчиво - многие очевидцы получали травмы и ожоги, некоторые становились жертвами. Так случилось с физиком Рихманом, чья работа над опытами во время грозы закончилась трагедией.

Молния шаровая на протяжении нескольких сотен лет была объектом изучения многих ученых, в числе которых были Н. Тесла, Г. И. Бабат, Б. Смирнов, И. П. Стаханов и другие. Научные деятели выдвинули разные теории возникновения шаровой молнии, которых насчитывается свыше 200.

Согласно одной из версий, электромагнитная волна, образующаяся между землей и облаками, в определенный момент достигает критической амплитуды и образует шаровидный разряд газа.

Иная версия заключается в том, что молния шаровая состоит из плазмы высокой плотности и содержит собственное микроволновое поле излучения. Некоторые ученые считают, что явление огненного шара - это результат фокусировки космических лучей облаками.

Большинство случаев данного явления зафиксировано перед грозой и во время грозы, поэтому самой актуальной считается гипотеза возникновения энергетически благоприятной среды для появления различных плазменных образований, одним из которых и является молния.

Мнения специалистов сходятся в том, что при встрече с небесной гостьей нужно придерживаться определенных правил поведения. Главное - не делать резких движений, не убегать, постараться свести к минимуму колебания воздуха.