Шаровая молния

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Что собой представляет «Шаровая молния»

1.1 Наблюдение и анализ следов

Глава 2. «Мохнатая», злая - как собака, но - чудо…

2.1 Почему - она аномалия?

2.2 Свидетельства очевидцев

Глава 3.Охотники за шаровой молнией

3.1 Теория огненного шара

3.2 Электронный океан

3.3 Еще один укротитель

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Молнии, наиболее зрелищные проявления электричества в природе, представляют собой мощные разряды, образующиеся в нижних слоях атмосферы. Когда между грозовым облаком и землей возникает большая разность потенциалов, вспыхивают гигантские искры и раздаются раскаты грома.

Вспышка молнии длиться менее полусекунды. В это мгновение молния нагревает окружающий мир до температуры 3000 градусов Цельсии. Этот в пять раз больше чем температура на Солнце. При этом молния выделяет столько энергии, сколько нужно для выработки стоваттной лампочки в течение трех месяцев. Откуда же в небе берется такое огромное количество энергии?

Молния - это электрический заряд между положительно и отрицательно заряженными частицами воздуха. В спокойную погоду эти частицы хаотично разбросаны по всей атмосфере. И поэтому в целом небо носит нейтральный заряд.

Огненные зигзаги, распарывающие небо - это разновидность искрового электрического заряда. Он возникает в грозовом облаке, когда между частями самого облака или между облаком и землей возникает большая разрядность потенциалов. Разделение зарядов внутри грозового облака происходит благодаря конвективным потокам переносящих наэлектризованные из-за трения капельки воды. Перед самой вспышкой молнии от облака к земле устремляется поток электронов которые, соударяясь с молекулами воздуха - кислорода и азота - ионизируют их. В результате в газовой среде возникает яркий разряд тока силой в сотни тысяч ампер. Быстро нагреваясь, атмосферный газ расширяется, порождая ударную звуковую волну, и мы слышим гром.

Существует несколько разновидностей молний:

1) Линейные

2) Ступенчатые

3) Ленточные

4) Шаровые

Глава 1. Что собой представляет «Ш. М.»

1.1 Наблюдение и анализ следов

Грозное и таинственное явление природы - шаровая молния - появляется не часто. Еще реже удается исследовать ее воздействия по свежим следам.

Геннадию Петровичу Щелкунову, инженеру, разработчику сверхмощных источников СВЧ и рентгеновского излучения, довелось обследовать несколько мест появления шаровых молний и собрать уникальные образцы материалов, разрушенных ими.

Шаровая молния многие сотни лет дразнит естествоиспытателей и простых людей своей загадочностью. И хотя накоплен солидный наблюдательный материал, и сделаны попытки, искусственно воспроизвести шаровую молнию, разгадка ее природы еще впереди.

Наиболее простая версия ее образования в грозу - это пинчевание (стягивание) разряда линейной молнии собственным магнитным полем с переходом ее в четочную молнию, отдельные четки которой разлетаются в виде шаров. «Следы» молний на дереве наблюдались с давних пор многократно. И какие из них оставлены линейной молнией, а какие шаровой.

А вот «следы» на стекле именно шаровой молнии, вероятно, также неоднократно наблюдались, но достоверно были зафиксированы в городах Фрязино (1977 год) и Щелково (1994год). Например, Фрязинский случай:

За приближением молнии к стеклу рамы школьного окна наблюдал целый класс вместе с преподавателем. Отверстие, образовавшееся в стекле (после «прилипания» к нему светящегося шара и его яркой вспышки с громким звуком через несколько секунд), имело края неоплавленные, конусообразные, причем диаметр отверстия с наружной стороны якобы больше (ошибка при анализе). Поскольку каких либо остатков стекла не оказалось, возникло предположение, что стекло расплавилось. Многие полезные и интересные эксперименты базировались на этой ошибочной версии. Ошибочна и оценка энергии молнии.

Щелковский случай(13 апреля 1994 года, солнечным днем, без ветра, около 17 часов). Анализировал через день после происшествия автор этой статьи. Хозяйка квартиры боковым зрением увидела яркую вспышку в окне, а через 1.5 - 2 секунды услышала звон падающего стекла. В стекле наружной рамы она увидела почти круглое отверстие, а между наружной и внутренней рамами - стеклянный диск. При осмотре диска и отверстия оказалось, что они имели диаметр около 8 сантиметров, плотно складывались вместе. Края отверстия и диска не были оплавлены, были конусными, меньшего диаметра со стороны молнии. Диск таким образам, мог выпасть только внутрь помещения, что и имело место. Так же должен был выпасть диск и во Фрязино. Но внутренняя рама, видимо, отсутствовала (было лето), диск упал на пол и разбился. На это не обратили внимание, находясь в шоке от увиденного, анализ происшествия проводился не по свежим следам и заведомо следовал ошибочной версии расплавления. Поэтому что-то искать внутри помещения или на улице не приходило в голову, да и было поздно. Диск откололся в результате термонапряжения, а при взрыве шаровой молнии был выброшен из стекла, как и в Щелковском случае.

Достоверно ценить энергию шаровой молнии можно по диаметру стеклянных дисков (постановка задачи проработана, известные расчеты программы можно адаптировать для нее). Полагаю, что такие расчеты будут через некоторое время выполнены.

Во время многодневных проливных дождей в конце июня 1994 года в лесу молния расщепила ель. Кора и наружные слои ствола ели распались веером с углом около 90 градусов от дерева. К моменту ее осмотра (примерно через неделю после происшествия) дачники или туристы уже собрали для костра, разведенного поблизости, часть длинных полос-щеп. Несобранные щепы и остатки щеп в костре позволили представить общую картину разрушения.

Моя версия состоит в том, что разрушение этой ели вызвано линейной молнией в результате действия электрогидравлического удара (мгновенного вскипания жидкости в канале сильно точного разряда с образованием ударной волны) при протекании через ствол сильного тока. Энергия, выделенная в стволе ели линейной молнией, по моей оценке составляет около миллиона джоулей. Кстати, возможен и натурный эксперимента аналогичного разрушения ствола дерева.

В статье И. П. Стаханова, опубликованной в журнале «Наука и жизнь», Отмечаются и другие виды следов молнии: «…это вытянутые в длину, иногда на несколько метров, рубцы, сходные по виду со следами поражения дерева от обычной линейной молнии». Автор относит эти рубцы к следам шаровой молнии, что возможно, но нельзя принять как однозначный вывод.

В новосибирском Академгородке желобковый след на коре действительно произвела шаровая молния, так как были свидетели ее удивительной «работы». Считают, что механизм «фрезерования» пропитанного влагой ствола ели (после двухсуточных дождей) основан на действии электрогидравлического эффекта.

Гипотезы о природе шаровой молнии, выдвинутые независимо академиком П. Л. Капицей и профессором С. А. Зусмановским, побудившие их изучать СВЧ - разряд при атмосферном давлении, хотя и остаются недоказанными, но польза от этих исследований уже есть: построены мощные плазмотроны.

Глава 2. «Мохнатая», злая - как собака, но - чудо…

2.1 Почему она аномалия

Авторский коллектив карты «Аномалии и чудеса Подмосковья» вносит свой вклад в раскрытие этой тайны. На первом этапе он усмотрел, что шаровая молния не «гуляет» сама по себе…

Глядя на карту, воочию видишь, как одна из групп шаровых молний - появляется точно над геологическим разломом, который простирается с северо-запада на юго-восток! Пронизывая известные газовые «вулканы» - Московскую, Раменскую, Коломенскую кольцевые геологические структуры. Видишь, что шаровые молнии давали о себе знать в Коломне (окрестности тамошних монастырей), Раменском, Быково, Удельном, Некрасовке. Появились и в Москве…

Так, 5 августа 1977 года между 8 и 9 часами утра над столицей разразилась сильная гроза, и один из разрядов молнии попал на территорию Кремля…

И как бы из неоткуда около шпиля Большого Кремлевского Дворца появляется огненный шар, который, пролетев вниз под углом приблизительно 30 градусов к горизонту со скоростью несколько десятков метров в секунду, влетает в Архангельский собор. Дежурный А. Новиков, который только что вышел из собора, заметил только, что какой-то светящийся предмет направляется ко входу в собор. Но, что чрезвычайно интересно: вход в собор закрывается двумя парами дверей, в одной из которых была открыта правая, а в другой левая половинки. То есть шаровая молния не могла проникнуть в здание, двигаясь по-прямой. Эта шельма должна была обогнуть закрытые створки, описав S - образную траекторию. Смотрители, сидевшие внутри собора у выхода, увидели, как между ними на высоте около 80 сантиметров от пола прошел светящийся шар правильной формы и двинулся по прямой к иконостасу, постепенно поднимаясь вверх, ударился в царские врата и исчез с взрывом. Грохот от взрыва был слышен и в других помещениях собора за стеной. От взрыва на алтаре появилось обугленное пятно диаметром три-четыре сантиметра, с которого сошла позолота…

Почему, собственно, шаровая молния значится как загадочная аномалия? Важнейшая ее особенность - автономность: она не «привязана» к проводникам или каким - либо другим телам и может свободно перемещаться в пространстве, сохраняя форму, цвет и размеры. Сходные образования, хотя и значительно реже, наблюдали иногда и без грозы. Размеры и особенно время жизни шаровых молний варьируют в широких пределах, отчасти из-за неизбежных ошибок наблюдения. Движения их очень разнообразны и кажутся весьма необычными для тел соответствующего размера. Они могут парить в воздухе, двигаться горизонтально, огибая предметы, но иногда притягиваются к предметам и могут «прилипать» к ним или двигаться вдоль них, к примеру, вдоль электрических проводов.

Да, шаровая молния излучает свет - как нагретое тело, но в то же время почти не излучает тепло. Ее движение почти не связанно с силой тяготения, которая обычно определяет перемещение окружающих нас тел. И если она представляет собой нагретый излучающий газ, то почему она не поднимается вверх в окружающем ее холодном воздухе?

Говорят, шаровая молния сильно отличается от обычных газов и в другом отношении. Она не занимает весь предоставленный ей объем и не смешивается с воздухом. Большинство наблюдателей отмечают, что шаровую молнию отделяет от окружающей атмосферы четкая граница, которая сохраняется в течение всего времени жизни молнии - оно доходит до одной минуты. При движении шаровой молнии эта граница не размывается. Ее поведение вроде бы существенно отличается от хорошо известного нам поведения нагретых газов, дыма или газообразных продуктов сгорания.

Да, шаровая молния - опасное явление природы. Она обладает большим электрическим зарядом и огромной энергией.

По независимым различным оценкам, при взрывах шаровых молний выделялась энергия, сравнимая с энергией взрыва десятки килограммов нитроглицерина.

Что же делать при встрече с этим феноменом? Определенных правил техники безопасности для таких случаев пока нет. Можно лишь повторить рекомендацию известного специалиста, изучающего шаровую молнию И. Имянитова: вести себя в ее обществе, как в обществе большой и злой собаки, то есть постараться побыстрее удалиться от нее, но, не убегая и не совершая резких движений, так как шаровая молния может быть увлечена за убегающим потоком воздуха или изменением электрического поля.

Вернемся в Подмосковье. Представьте себе, что вы в лодке плывете по Оке. И вдруг замечаете, что вас догоняет огненный шар, который движется вдоль поверхности воды на некотором расстоянии. Казалось бы, столкновение неизбежно. Но происходит чудо; шаровая молния, максимально приблизившись к лодке, неожиданно огибает ее! А, обогнув, пошла прежним курсом.

Выше шаровая молния описывалась как физическое тело, однако, нельзя заранее исключить, что она может представлять собой процесс. Иными словами, не исключается, что мы имеем дело с некоторым объектом вещества, имеющим определенный запас энергии. В действительности может оказаться, что шаровая молния обменивается веществом с окружающим пространством и не только отдает, но и получает энергию извне.

Эта точка зрения снимает некоторые описанные выше проблемы, создавая, однако, взамен новые. Действительно, отпадает, в частности, вопрос о том, почему шаровая молния не остывает, однако вместо этого возникает не менее сложный вопрос - как подводится энергия, необходимая для поддержания ионизации и свечения вещества в объеме шаровой молнии? Для этого требуется весьма высокая плотность потока энергии. Неясно также, почему эта энергия поглощается не на всем пути, а лишь в определенной области с четкими сферическими границами, к тому же перемещающимися в пространстве.

Основная проблема с шаровой молнией состоит в том, что за время ее возникновения, существования и исчезновения в материальной среде физические параметры этого явления не замерялись. В основном удавалось исследовать последствия кратковременного взаимодействия с материальными объектами. Без объективного изучения параметров среды, в которой появляется молния, исследование данного явления практически невозможно. Предпочтительнее теоретическое рассмотрения таких моделей шаровой молнии, которые можно проверить экспериментально в лабораторных или полевых условиях.

Современные достижения науки и неустанный поиск ученых умов дают надежду, что в скором времени это «таинственное существо» перестанет быть загадкой. Однако не уточняется когда случится это скорое время.

Что же мы имеем, как говорится, в сухом остатке? Шаровая молния зафиксирована в Московской, Раменской, Коломенской кольцевых структурах.

Большинство ее известных появлений «сидит» на сопряжении кольцевых разломов со знаменитым Северо-Западным Пачелмским глубинным разломом. Это каналы длительной и сосредоточенной разрядки энергии глубоких геосфер.

Исследования последних десятилетий показали: шаровая молния наблюдается не только в сейсмоактивных регионах, но и на «тектонически-спокойных» территориях.

И Подмосковье - не исключение!

2.2 Свидетельства очевидцев

Да, основным и по существу пока единственным источником информации о шаровой молнии являются свидетельства очевидцев. И в течение последних столетий было зарегестрированно и описано около тысячи случаев появления шаровой молнии.

А вот что рассказала москвичка И. Орехова: «…Была сильная гроза с дождем. Молнии сверкали одна за другой. Почти одновременно со вспышкой сильного разряда из электророзетки стал «выдуваться» (как мыльный пузырь из соломинки) оранжевый светящийся шар. Его форма все время менялась. Когда шар достиг размеров футбольного мяча, он оторвался от розетки и поплыл к окну. Подлетев к нему, шар, не замедляя своего движения и не меняя формы, прошел сквозь стекло, словно его и вовсе не было. В стекле никакого отверстия я не обнаружила. На дворе, шар с грохотом взорвался».

То, что шаровая молния проходит сквозь стекло, не есть диво. Если в некоторых случаях в стекле остается отверстие диаметром от миллиметров до десятка сантиметров, то в других - стекло и вовсе не повреждается! Один из свидетелей рассказывал, как шаровая молния размером с теннисный мяч прошла сквозь два оконных стекла, проплавив отверстия диаметром около шести сантиметров. Но никаких осколков или капель расплавленного стекла под отверстиями не осталось.

В Любецком районе туристическая группа во время грозы шла через лес. Тропинка узкая, кусты - мокрые. Пришлось идти гуськом. Группа растянулась примерно на 25 метров. И вдруг - появляется ослепительно белый шар, который, медленно спускаясь вниз, заиграл цветом, переходя из желтого в красный. Теряя свое внутреннее вещество, фыркая, шаровая бестия медленно, по зигзагообразной траектории, припадает к земле.

Искры очень скоро погасли. Куски вещества также растворились быстро, но несколько медленнее. И люберецкий шар на глазах из ярко-красного пятна превратился в темно-красное диво! А затем в самой его середине вдруг появилось темное пятно… Еще мгновение - и все исчезло без следа, словно и не было ничего. Тишина.

Алексей Чальцев, проработав всласть на покосе 5 июля прошлого года, прилег на отдых в шалаше. Погода была теплая, небо звездное.

- Я еще подумал: хорошо-то как, будто у Господа за пазухой, - вспоминает Алексей Иванович. - И вдруг ни с того ни с сего загремело - загрохотало, засверкали молнии, и тут же хлынул ливень.

Выскочил А. Чальцев из утлого убежища, чтобы укрепить его тем, что под руку попадется, - тут и встретился с шаровой молнией. Рассказывая об этом, Алексей Иванович чертил в воздухе неправильную окружность сантиметров в двадцать. Поначалу она показалась ему «розовым облаком», и довольно безобидным. Минуты две оно как бы заигрывало с ним. Он увернулся и шутливо посоветовал убираться вон. Молния между тем побагровела, покрутилась у самого лица Чальцева, а потом как шарахнула мужика, что его перевернуло и скрючило. Повисев немного над жертвой и вновь перекрасившись в розовое, молния удалилась.

Чальцев считает большой удачей, что не потерял сознание и не опрокинулся внутрь шалаша, иначе, по его словам, задохнулся бы от смрада, похожего на запах тротиловой шашки…

Вот еще, какой случай - из жизни полковника милиции Е. Галисина.

Находясь летом 1938 года в городе Коломна, он увидел, как во время грозы, сопровождавшейся сильным ливнем, шаровая молния диаметром 5-10сантиметров выскочила из водосточной трубы, из которой лился поток воды. Она прошла вдоль ручья расстояние 30-40 метров за 50-60 секунд и скрылась из виду за углом дома. При движении она все время держалась на расстоянии 30-40 сантиметров над поверхностью воды. Что интересно - не было никаких признаков того, что вблизи воды, почти касаясь ее, находится нагретое до высокой температуры тело. Таким образом, требует доказательство не то, что шаровая молния нагрета до высокой температуры, а то, что она вообще имеет температуру, отличную от окружающего воздуха. Тут вопросов уйма. Но когда я расспрашиваю ученых, мол, а знаете ли вы, что это такое у нас летает - искрится под боком? И мне в ответ говорят примерно такое: это диво надо изучать; на это диво нет денег; а кто ж его знает, о чем идет речь; давайте поговорим о другом; бывает и хуже…

Конечно, бывает. Но объясните все это машинисту башенного крана А. Н. Хроменковой, работавшей в свое время на стройплощадке города Дмитрова. Во время грозы, после сильного разряда она, сидя в кабине, увидела, что прямо к окну кабины летит шар, светящийся, как лампа 150 ватт, около полуметра диаметром.

Он летел на высоте восьми метров от земли горизонтально с постоянной скоростью. Шар все время пульсировал, и сила света его периодически менялась. Влетев в кабину и, пройдя в полуметре от машиниста, причем тепла она не ощущала, шар подлетел к защитной панели, которая закрывала щит электрооборудования. Щит находился в ящике размером 180х60х50 сантиметров. Причем панель плохо прикрывала его, так что оставалась щель шириной около двух сантиметров. Шаровая молния прошла через эту щель. И тут же прозвучал сильный взрыв, появилась вспышка, как при коротком замыкании. Кран отключился.

Увидев молнию, А. Хроменкова от неожиданности бросила ручку управления крана, и он двигался самопроизвольно. Но после взрыва кран остановился. Взрыв оглушил и ослепил женщину. Придя в себя, она поняла, что молния притянулась к рубильнику, который был под напряжением 380 вольт. Угол железной панели сплавился и закоптился.

Вот еще один случай: в понедельник 23 июня 1980 года около 17 часов, во время грозы с небольшим дождем, на станции Быково Казанской железной дороги под Москвой громыхнул сильный удар грома (сильный единственный удар в грозу). В этот момент или, точнее, за мгновение до удара на территорию дачи Курыгиных (по улице Коллективная, 5) к большой ели спустился желтый огненный шар диаметром около метра. Его видела хозяйка соседней дачи. От взрыва дерево было расщеплено, и вдоль ствола образовалась длинная и расширяющаяся к основанию трещина длинной около 10 метров и шириной внизу более полуметра.

На даче Курыгиных находились в это время один взрослый человек и двое детей. Они услышали взрыв и увидели блеск пламени, но никто не пострадал. Пластмассовая коробка счетчика, висевшего в прихожей, исчезла бесследно. Счетчик перегорел. Сгорели и исчезли провода заземления в доме. Металлические крышки распределительных коробок были выбиты, причем одна из них сильно деформировалась от удара о противоположную стену. На чердаке над прихожей разбились распределительные коробки; две металлические черепицы из крыши также оказались выбитыми.

Около того места, где провода электрического освещения входили с садового участка на чердак, были оторваны деревянные доски. Один из трех изоляторов, на которых крепились провода, бесследно исчез. Исчез также заземленный провод, идущий от столба. После грозы выяснилось: шаровая молния оставила после себя много последствий и на территории дачи. От расщепленной ели, которая находилась на расстоянии 25-30 метров од дома, в песчаном грунте вели две неглубокие борозды, которых раньше не было, - одна к водопроводному крану с оплавившимся при взрыве концом, вторая - к душевой. Стенки душевой состояли из прибитых к слегам тонких досок. Доски из боковой обшивки и из пола были выбиты. Вкруг оплавленного водопроводного крана появилась яма в песке 0,5 метра в диаметре и глубиной тоже около полуметра. В кухне, которая находилась в нескольких метрах от душевой, исчезла пластмассовая крышка пакетного переключателя Кабель, проложенный от этой кухни к мотору, на протяжении нескольких метров во многих местах перегорел и расплавился… В соседней даче вышел из строя телефон.

Ф. Кузнецова, художник по росписи тканей, находясь на даче в Малаховке под Москвой, видела, как во время сильной грозы после близкого разряда молнии из электрического счетчика вылетел «сноп огня». При этом счетчик громко загудел. Образовался шар оранжевого цвета диаметром 15 сантиметров, который покатился по стене и окнам. Вылетев из комнаты, он повис в трех метрах от дома на высоте одного метра от земли. Через три четыре секунды он исчез. В соседнем доме, Связанном электропроводкой с домом Кузнецовой, ударом молнии была убита женщина и контужен мальчик.

Да приход незваной «гостьи» не всегда заканчивается мирно. Известно немало случаев, когда шаровая молния, посетив какой-нибудь дом, разрушила помещение, убивала или калечила жителей.

Многие истории, связанные с шаровой молнией, вызывают трепет.

1983 год. Эльбрус. Лагерь альпинистов. Пять человек, закончив восхождение, спят в палатке. Тишина и спокойствие гор. Но то, что произойдет в эту ночь, долго еще будет преследовать участников событий в кошмарных снах.

Рассказывает альпинист Олег Мышарин: «проснулся я от странного ощущения, что в палатку проник кто-то посторонний. Оглянулся - на высоте около метра от пола медленно плыл ярко-желтый шар величиной с теннисный мяч. Шар завис над спальным мешком моего соседа и вдруг ринулся на него. Раздался крик. «Мяч» тут же атаковал другого моего товарища. Когда шар прожег и мой мешок, я почувствовал адскую боль, словно меня жгли несколько сварочных аппаратов, и потерял сознание. Очнулся и увидел ту же картину: шар продолжал нападать на моих друзей. Люди лежали парализованные болью и страхом. Кто-то страшно кричал. Я сам не мог пошевелиться , все тело горело. Куда исчез шар, никто не заметил. Один наш товарищ погиб».

На теле каждого из альпинистов, доставленных в больницу, насчитывалось от пяти до семи ран. Причем это были не ожоги - просто куски мышц, разорванные до костей.

18 июня 1934 года, во время обычной грозы, шаровая молния проникла внутрь деревянной часовни на кладбище Старого Петергофа под Ленинградом и взорвалась. В часовни в тот момент собралось много людей, укрывающихся от дождя. Взрывом убило троих, многие получили ожоги и ранения.

Во Флориде произошел такой характерный случай. Крошечный шарик полностью расплавил хлопушку для мух, которой женщина, отдыхавшая на веранде, инстинктивно махнула в его направлении. В апреле 1976 года в журнале «Нейчур» обсуждалось происшествие в графстве Уэст-Мидленде (Англия): через тело женщины, готовившей еду, прошел небольшой голубой шарик. Но единственным неприятными последствиями были энергетические вихревые потоки и ожог пальца нагретым обручальным кольцом.

В городке Юньонвиль в США домашняя хозяйка, вернувшись с рынка, обнаружила в холодильнике жареных кур, яйца, сваренные вкрутую, и перепревший салат. Между тем она прекрасно помнила, что все продукты хранились в сыром виде. Вскричав, что случилось чудо, женщина опрометью бросилась с вестью к соседям. Это событие взбудоражило жителей городка. Верующие посчитали это чудом.

Обследования же показали, что все эти проделки шаровой молнии. Каким-то способом, нам неведомым, она превратила холодильник в электропечь, которая и зажарила, и сварила все его содержимое. Удивительно, что после всего этого холодильник остался исправным и по-прежнему хорошо работал.

Глава 3. Охотники за шаровой молнией

3.1 Теория огненного шара

В 1965 год академик П. Л. Капица подсчитал, что собственных запасов энергии в шаровой молнии должно хватить на ее существование в течение сотых долей секунд. В природе же она существует иногда несколько минут, причем нередко заканчивает свое существование мощным взрывом. Откуда энергия?

«Если в природе не существует источников энергии, еще нам неизвестных, - писал Капица, - то на основании закона сохранения энергии приходится принять, что во время свечения к шаровой молнии непрерывно подводится энергия, и мы вынуждены искать этот источник вне объема шаровой молнии».

И он нашел такой источник. Академик Капица теоретически показал, что шаровая молния, наблюдаемая в природе, представляет собой высокотемпературную плазму, существующую довольно длительное время за счет резонансного поглощения или интенсивного поступления энергии радиоволнового излучения. Он высказывал мысль, что искусственная шаровая молния может быть создана с помощью мощного потока радиоволн, сфокусированного в ограниченную область пространства. Естественная шаровая молния - шар диаметром порядка 20 см, что соответствует длине волны около70 см.

А лет пять назад в одной из лабораторий НИИ механики МГУ под руководством А. М. Хазена была создана еще одна теория огненного шара, органично соединившая достоинства прежних.

Согласно ей, в грозу под действием разности потенциалов начинается направленный дрейф электронов из облаков к земле. Попутно электроны, разумеется, сталкиваются с молекулами газов, из которых состоит воздух, причем вопреки здравому смыслу - тем реже, чем выше скорость электрона. В итоге в отдельные атомы, достигшие некоей критической скорости, скатываются вниз, будто с горки. Такой «эффект горки» перестраивает войско заряженных частиц. Они начинают скатываться не беспорядочной толпой, а шеренгами, подобно тому, как накатываются волны морского прибоя. Только «прибой» этот обладает колоссальной скоростью - 1000 км/с! Энергии таких волн, как показывают расчеты Хазена, вполне достаточно, чтобы, настигая плазменный шар, подпитывать его своим электростатическим полем и некоторое время поддерживать в нем электромагнитные колебания.

Теория Хазена ответила, наконец, на каверзный вопрос: почему шаровая молния часто движется над землей, будто копируя рельеф местности? Ответ: с одной стороны, светящаяся сфера, обладая более высокой температурой по отношению к окружающей среде, стремится выплыть наверх под действием архимедовой силы; с другой стороны, под действием электростатических сил шар притягивается к влажной проводящей поверхности почвы. На какой-то высоте обе силы уравновешивают друг друга, и шар словно катится по невидимым рельсам.

Иногда, правда, шаровая молния делает и резкие скачки. Их причиной может послужить либо сильный порыв ветра, либо изменение в направлении движения электронной лавины.

Нашлось объяснение и еще одному факту: шаровая молния стремится попасть внутрь построек. Любое строение, особенно каменное, поднимает в данном месте уровень грунтовых вод, а значит, возрастает электропроводность почвы, что и привлекает плазменный шар.

И наконец почему шаровая молния заканчивает свое существование, иногда без шумно, а чаще со взрывом? Здесь тоже виноват электронный дрейф. Если к шаровому «сосуду» подводится слишком много энергии, он, в конце концов, лопается от перегрева или, попав в область повышенной электропроводности, разряжается, подобно обычной линейной молнии. Если же электронный дрейф по каким-либо причинам затухает, шаровая молния тихо угасает, рассеивая свой заряд в окружающем пространстве.

Итак, А. М. Хазен создал интересную теорию одного из самых загадочных явлений природы. Насколько она верна? Ответить может лишь эксперимент. Схему его Хазен представляет себе так: «Возьмем проводник, проходящий через центр антенны передачи сверхвысоких частиц (СВЧ). Вдоль проводника, как по волноводу, будет распространяться электромагнитная волна. Причем проводник надо взять достаточно длинный, чтобы антенна электростатически не влияла на свободный конец. Подключим этот проводник к импульсному генератору высокого напряжения и, включая генератор, подадим на него короткий импульс напряжения достаточный для того, чтобы на свободном конце мог возникнуть коронный разряд. Импульс надо сформировать так, чтобы возле его заднего фронта напряжение на проводнике не падало до нуля, а сохранялось на каком-то уровне, недостаточном для создания короны, то есть постоянного светящегося заряда на проводнике. Если менять амплитуду и время импульса постоянного напряжения, варьировать частоту и амплитуду поля СВЧ, то в конце концов на конце провода даже после выключения переменного поля должен остаться и, возможно, отделиться от проводника светящийся плазменный сгусток».

Почему до сих пор такой эксперимент не поставлен? Во-первых, на его проведение необходимо большое количество энергии; если брать ее из электросети, при нынешней дороговизне это влетит в изрядную копеечку. Не лучше ли поискать источник энергии в природе? Ведь существуют же природные шаровые молнии без всяких электростанций…

Известный фантаст А. Беляев полагал, что генератором, поставляющим необходимую энергию, «служит само небо». И эту догадку фантаста недавно подтвердили ученые.

Как сообщает американский журнал «Тайм», профессор физики Джеймс Фоллин из Университета имени Г. Гопкинса, высказал гипотезу: накопление электрического заряда в тучах происходит под действием космических лучей. Более того, сам разряд молнии начинается при непосредственном возмущении теми же лучами.

По мнению Фоллина, космические лучи, попадая в атмосферу Земли, разбивают атомы газов на части. Последние сыплются на нижележащие облака и выбивают из молекул воды электроны. Затем образуется электронная лавина и происходит разряд молнии.

3.2 Электронный океан

Опыты по созданию «карманной шаровой молнии» продолжаются и ныне. Об этом стало известно, когда в печать попали сведения о работах академика РАЕН доктора технических наук Р. Ф. Авраменко.

…На стол ставят небольшую пластиковую коробочку. В ее недрах раздается еле слышный свист. Потом он обрывается, и в тот же миг полумрак лаборатории пронзает ослепительная вспышка. Глаз успевал уловить, что из прямоугольного «дула» коробочки вырывается узкий плазменный луч цвета сварочной дуги…

«Может теперь рассказывать, что видели прототип бластера - того самого легендарного оружия из фантастических фильмов про пришельцев, - сказал академик журналистам. - Плазму можно выстреливать не только жгутом, но и этакими сгустками, по сути, искусственными шаровыми молниями…».

Энергия в таких сгустках или луче сосредоточенна немалая: даже «прототип бластера» с легкостью пробивает отверстия в лезвии безопасной бритвы, изготовленном из высококачественной стали. Прибор работает всего на двух батарейках по 4.5 В! А мощность «выстрела» достигает 20 кВт. Можно, конечно, допустить, что она накапливается за счет конденсаторов, как в фотовспышке. Там тоже две батарейки за несколько секунд позволяют накопить импульс, достаточный, чтобы убить человека.

Но Авраменко считает, что сущность эффекта несколько глубже. За время работы в НПО «Вымпел» - оборонном предприятии, занимавшемся проблемами радиолокации, космической связи и т.п., - ученый пришел к выводу, что многие азбучные истины в физике надо бы переосмыслить. Например, общеизвестно, что радиоволны создают электромагнитное поле. А кто-нибудь его мерил? «Померили как-то недавно, - и оказалось, что электрической составляющей в радиоволнах…нет. И ток в приемной антенне наводят вовсе не электрические силы, а какие-то иные…».

3.3 Еще один укротитель

Невероятное предложение сделал российский промышленник, ведущий инженер сверхсекретного некогда Института теплотехники Б. Н. Игнатов. Он готов построить сверхмощную силовую установку размером с письменный стол, где энергию будет вырабатывать сама шаровая молния! Топливом может служить что угодно: воздух, вода, почва, радиоактивные и химические отходы. Сотворить это чудо техники не так уж сложно, если понять природу шаровой молнии - на какое понимание и претендует Игнатов. О принципиальной возможности подобной техники свидетельствуют теоретические исследования, проведенные им за 50 лет, и множество экспериментов, подтвердивших его идеи. Сейчас Игнатов нисколько не сомневается в том, что шаровую молнию можно впрячь в машину.

«Я насчитал 250 теорий, якобы объясняющих природу шаровой молнии, - говорит изобретатель; ни одна из них не подтвердилась экспериментально. А у моей концепции есть подтверждения. Их получили исследователи, которые, не ведая, что творят, создали рукотворную шаровую молнию».

Заключение

О шаровой молнии можно рассказать немало удивительных историй, но это не приблизит нас к постижению ее природы. Одни считают ее клубком горячей плазмы, другие - сферическим газовым разрядом, возникающим при ударе обычной молнии.

Свойства шаровой молнии удивительны. Во-первых, она появляется в штормовую погоду, в грозу и часть сопровождается линейной молнией. Обычно шар размером от нескольких сантиметров до метра движется горизонтально с писком, треском и шумом, любит «заглядывать» в помещения, протискиваясь в любое отверстие. Он живет секунды или несколько минут, не выделяя заметного тепла, но может с грохотом взорваться, оплавив предметы. Движение молнии непредсказуемо: она с легкостью опрокидывает трактор, взрывается при соприкосновении с автомобилем, позволяет переехать себя мотоциклу, пробив в шлеме мотоциклиста крошечную дырочку и выйдя через его грудь.

Но вот что интересно. До последнего времени шаровую молнию ученые не признавали. Мол, ее нет. И только недавно ученые умы, в очередной раз, покаявшись, заявили: да, есть такое дело - шаровая молния «как реальное природное явление» существует! Однако споры по ее природе продолжаются. По сему вопросу высказано более ста гипотез! Академик В. Гинзбург ставит вопрос о раскрытии природы шаровой молнии в один ряд с такими проблемами, как познание строения элементарных частиц или открытие высокотемпературной сверхпроводимости…

Список использованной литературы

молния шаровой разряд гроза энергия

1. Славин С. Охотники за шаровой молнией: Загадки шаровой

молнии //Техника - молодежь. - 1999. - №10. - С. 42-45

2. Щелкунов Г. Шаровая молния: наблюдения и анализ следов

//Наука и жизнь. - 2001. - № 10. - С. 52-53

3. Каленикин С. «Мохнатая», Злая - как собака, но - чудо… //Наука

и религия. - 2003. - №1. - С.20-22.

4. Баклицкая О. Энергия искры //Вокруг света. - 2006. - №5. - С.12-

20.

5. Асесин В. Энергия неба //ГЕО-фокус. - 2006. - №9. - С. 62-66.

Размещено на Allbest.ru