Alib ru Автор книги сингер Название природа шаровой молнии

Alib.ru > Автор книги: сингер. Название: природа шаровой молнии

Сингер С. Природа шаровой молнии.
Книга дает довольно полный обзор существующих наблюдений и теорий одного из удивительных явлений природы – шаровой молнии, до сих пор не получившего общепринятого объяснения. Автор знакомит читателя со свидетельствами многочисленных очевидцев, обсуждает вопрос о реальности явления шаровой молнии, суммирует ее характерные особенности, вытекающие из наблюдений, кратко и популярно разбирает все имеющиеся теории шаровой молнии. Книга снабжена обширной библиографией, представляющей самостоятельную ценность. Книга представит интерес для лиц, работающих в области атмосферного электричества и разрядов в газах, а также для читателей, интересующихся различными проблемами науки. Ил. 24. Библиогр.: 594 назв.

В продаже:

Продавец Описание Состояние Фото Купить по цене
1 BS-Orion
Москва.
М. Мир 1973г. 240 с., илл. Мягкий издательский (бумажный) белый с рисунком переплет, обычный формат. Состояние: очень хорошее. Совсем легкое пожелтение белой обложки. Немного рыхловатый блок. Страницы чистые. Купить за 650 руб.
2 BS-Cinema
Москва.
М. Издательство Мир. 1973г. 240 с. Мягкий переплет, обычный формат. Состояние: отличное Купить за 750 руб.
Лучшие продавцы >>>

Copyright &#169 1999 — 2021, Ведущий и K&#176. Все права защищены.
Вопросы, предложения пишите в книгу

Источник

Самое таинственное природное явление. Откуда берется шаровая молния и чем она опасна?

Ученым из США и Финляндии удалось создать шаровую молнию в лаборатории. Рассказываем, как они создали светящийся шар энергии, как он устроен и опасна ли шаровая молния.

Что такое шаровая молния?

Шаровая молния — это 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 остается открытым.

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.

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).

Шаровая молния на гравюре XIX века

Сомнения по поводу существования шаровой молнии

Вплоть до 2010 года вопрос существования шаровых молний был принципиально опровержимым. 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 учеными 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 расчеты показывают, что магнитные поля определенных 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.

23 июля 2012 года на Тибетском плато шаровая молния попала в поле зрения двух бесщелевых спектрометров, с помощью которых китайские ученые изучали спектры обычных молний. В итоге были зафиксированы 1,64 секунды свечения шаровой молнии и ее подробные спектры.

В отличие от спектра обычной молнии, в котором в основном присутствуют линии ионизированного азота, спектр шаровой молнии наполнен линиями железа, кремния и кальция, которые являются основными составляющими веществами почвы.

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

История наблюдений за шаровой молнией

В первой половине XIX века французский физик, астроном и естествоиспытатель Франсуа Араго, возможно, первым в истории цивилизации произвел сбор и систематизировал все известные на то время свидетельства появления шаровой молнии. В его книге было описано 30 случаев наблюдения шаровых молний.

Статистика небольшая, и неудивительно, что многие физики XIX века, включая Кельвина и Фарадея, при своей жизни были склонны считать, что это либо оптическая иллюзия, либо явление совершенно иной, неэлектрической природы. Однако количество случаев, подробность описания явления и достоверность свидетельств возрастали, что привлекло внимание ученых, в том числе известных физиков.

Большой вклад в работу по наблюдению и описанию шаровой молнии внес советский ученый 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.

Современные свидетельства

  • Во время Второй мировой войны пилоты сообщали о странных явлениях, которые могут быть истолкованы как шаровая молния. Они видели маленькие шары, двигающиеся по необычной траектории. Эти явления стали называть foo fighters или некие истребители.
  • 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 2008 году в Казани шаровая молния залетела в окно троллейбуса. Кондуктор — Ляля Хайбуллина 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.

Исторические попытки воспроизвести шаровую молнию искусственно

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

  • Первыми опытами и заявлениями можно считать работы Теслы в конце XIX века. В своей краткой заметке он сообщает, что при определенных условиях, зажигая газовый разряд, он, после выключения напряжения, наблюдал сферический светящийся разряд диаметром 2-6 см. Однако Тесла не сообщал подробности своего опыта, так что воспроизвести эту установку затруднительно. Очевидцы утверждали, что Тесла мог делать шаровые молнии на несколько минут, при этом он их брал в руки, клал в коробку, накрывал крышкой, опять доставал.
  • Первые подробные исследования светящегося безэлектродного разряда были проведены только в 1942 году советским электротехником Бабатом: ему удалось на несколько секунд получить сферический газовый разряд внутри камеры с низким давлением.
  • Капица смог получить сферический газовый разряд при атмосферном давлении в гелиевой среде. Добавки различных органических соединений меняли яркость и цвет свечения.
  • В литературе описана схема установки, на которой авторы воспроизводимо получали некие плазмоиды со временем жизни до 1 секунды, похожие на «природную» шаровую молнию.
  • Науер в 1953 и 1956 годах сообщал о получении светящихся объектов, наблюдаемые свойства которых полностью совпадают со свойствами световых пузырей.

Современное воспроизведение шаровой молнии

В середине февраля команда финских и американских специалистов заявила, что создала в лаборатории квантовый магнитный вихрь, который имел те же свойства, что и шаровая молния.

Команда использовала два противоположно направленных потока электрического тока, в результате чего образовался синтетический электромагнитный узел шаровой формы, который и в самом деле подходит под описания шаровой молнии.

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.

Согласно словам Меттенена, скирмионы они обладают необычными свойствами, так как их «иголки» заряжены положительно, а «туловище» — отрицательно.

Благодаря этому «квантовые ежи» отличаются высокой стабильностью — возможно, именно они будут использованы в качестве ячеек памяти в компьютерах будущих поколений.

Шаровая молния опасна?

Что бы ни было причиной возникновения шаровой молнии, нужно учитывать, что столкновение с ней потенциально опасно. Если переполненный электричеством шар дотронется до живого существа, он вполне может убить.

По свидетельствам очевидцев, важно не делать резких движений и не бежать: шаровая молния чрезвычайно чувствительна к любым завихрениям воздуха и вполне может последовать за ним.

Нужно спокойно свернуть с пути движения шара, пытаясь держаться как можно дальше от него, но ни в коем случае не поворачиваться спиной. Если шаровая молния оказалась в помещении, нужно медленно подойти к окну и медленными движениями открыть форточку: вслед за движением воздуха молния, скорее всего, вылетит наружу.

Также категорически нельзя ничего бросать в плазменный шар: это вполне может привести ко взрыву.

Отметим, что эти рекомендации являются частными, так как в данный момент не существует строгого алгоритма действий при встрече с шаровой молнией. Тут собраны общие и самые популярные советы.

Источник

С сингера природа шаровой молнии

На основе анализа общедоступных сведений о свойствах Шаровой молнии выдвинута гипотеза, позволяющая объяснить эти свойства, и приведено ее обоснование. Шаровая молния это капля жидкого атомарного водорода.

1. Введение

О шаровой молнии (ШМ) собран большой объем информации описательного характера. Весь этот материал представляет собой свод свидетельских описаний случайных очевидцев, т.е. неподготовленных наблюдателей, большинство из которых, вероятно, находилось в состоянии естественного эмоционального возбуждения. Однако, принимая во внимание степень совпадения информации по результатам опроса более полутора тысяч свидетелей, произведенного И. Стахановым, совпадающие данные можно считать достаточно достоверными и пригодными для проведения аналитического исследования с целью выяснения природы ШМ.

К настоящему времени опубликовано не менее десятка гипотез по природе ШМ. Каждая из гипотез акцентирует внимание на некоторых выделенных свойствах ШМ, в основном это излучение и взрывоспособность. Ни одна из существующих гипотез не объясняет все известные свойства в комплексе.

Предлагаемая гипотеза объясняет, или не противоречит, ни одной характеристике, описанной свидетелями. Все сведения о ШМ, использованные в статье, получены из личных бесед автора с очевидцами или из средств массовой информации, ссылающихся в основном на работы И. Стаханова.

При поиске решения, раскрывающего природу ШМ, был применен метод исследования «черного ящика», по понятным причинам использующий только имеющиеся наблюдения, без возможности применения дополнительных, целенаправленных испытаний. Однако накопленных данных достаточно и они очень разноплановы, что и позволило найти предлагаемое ниже решение. В работе не приводится последовательность логических построений, обобщений и заключений, которые привели к решению, а только сам результат.

Обоснование истинности решения проведено методом сравнения предполагаемых свойств гипотетического объекта с наиболее достоверными свойствами реальной шаровой молнии.

2. Используемые сведения

Наиболее достоверные сведения о шаровой молнии.

  • a) Объект шарообразной формы диаметром от 5 до 30 см. Форма ШМ незначительно изменяется, принимая грушеобразные или сплюснутые шарообразные очертания. Очень редко ШМ наблюдалась в форме тора.
  • b) ШМ светится обычно оранжевым цветом. Отмечены случаи фиолетовой окраски. Яркость и характер свечения схожи со свечением раскаленных древесных углей, иногда интенсивность свечения сравнивается со слабой электрической лампочкой. На фоне однородного излучения возникают и перемещаются более ярко светящиеся области (блики).
  • c) Время существования ШМ от нескольких секунд до десяти минут. Существование ШМ заканчивается ее исчезновением, сопровождаемым иногда взрывом или яркой вспышкой, способной вызвать пожар.
  • d) ШМ обычно наблюдается во время грозы с дождем, но есть отдельные свидетельства о наблюдении ШМ во время грозы без дождя. Отмечены случаи наблюдения ШМ над водоемами при значительном удалении от берега или каких-либо предметов.
  • e) ШМ плавает в воздухе и перемещается вместе с воздушными потоками, но при этом может совершать «странные» активные перемещения, которые явно не совпадают с движением воздуха.
  • f) При столкновении с окружающими предметами ШМ отскакивает как слабо накачанный воздушный шарик или заканчивает свое существование.
  • g) При соприкосновении со стальными предметами происходит разрушение ШМ, при этом наблюдается яркая, длящаяся несколько секунд, вспышка, сопровождаемая разлетающимися светящимися фрагментами, напоминающими сварку металлов. Стальные предметы при последующем осмотре оказываются слегка оплавленными.
  • h) ШМ иногда проникает в помещение через закрытые окна. Большинство свидетелей описывает процесс проникновения как переливание через небольшое отверстие, очень малая часть свидетелей утверждает, что ШМ проникает через неповрежденное оконное стекло.
  • i) При кратком прикосновении ШМ к коже человека фиксируются незначительные ожоги. При контактах, закончившихся вспышкой или взрывом, зафиксированы сильные ожоги, и даже летальный исход.
  • j) Существенного изменения размеров ШМ и яркости свечения за время наблюдения не отмечается.
  • k) Существуют свидетельства о наблюдении процесса возникновения ШМ из электрических розеток или действующих электроприборов. При этом сначала возникает светящаяся точка, которая в течение нескольких секунд увеличивается до размера порядка 10 см. Во всех подобных случаях ШМ существует несколько секунд и разрушается с характерным хлопком без существенного вреда для присутствующих и для окружающих предметов.

3. Предлагаемое решение

Шаровая молния — это большая капля жидкого атомарного водорода, находящегося в возбужденном неустойчивом состоянии. Образование такого водорода происходит вследствие процесса электролиза воды под действием полей и токов природной, грозовой линейной молнии. Удельный вес жидкого водорода практически равен удельному весу окружающего воздуха, но это случайное совпадение.

Необычное агрегатное состояние атомарного водорода, само по себе претендующее на статус открытия (и требующее подтверждения), доказывается существованием ШМ, свойства которых совпадают с легко предсказуемыми свойствами гипотетической капли. Физическую природу такого явления должны выявить последующие, целенаправленные исследования. Однако уже существующие результаты исследований в этой области позволяют сделать некоторые предположения.

При исследованиях электрического разряда над водной поверхностью [1], зарегистрировано расщепление молекул воды и образование атомарного водорода. При этом наблюдалось расщепление спектральной линии водорода, схожее с расщеплением при эффекте Штарка. (Эффект Штарка наблюдается в электрических полях разного типа и зависит от амплитуды этих полей. Кроме того, Эффект Штарка для атомарного водорода сопровождается образованием индуцированного дипольного момента атомов, обусловленного нарушением симметрии их электронной оболочки).

Таким образом, допущение о существовании жидкого агрегатного состояния атомарного водорода сводится к предположению о существовании остаточного индуцированного дипольного момента атомов, достаточного для формирования атомарных связей, обеспечивающих такое состояние при нормальных климатических условиях. Природная молния, в качестве генератора накачки для получения таких характеристик, явление вполне подходящее.

4. Сравнительный анализ

Проследим жизненный цикл гипотетического объекта (капли жидкого атомарного водорода), объемом один литр, и сравним его ожидаемые свойства с приведенным выше описанием природной ШМ.

Итак, при попадании молнии в водоем, в образовавшемся в воде токоведущем канале (стримере) произойдет электролиз воды и образование атомарного водорода с возбужденной электронной оболочкой, который при благоприятных условиях может сконденсироваться в жидкость. Эта жидкость выталкивается из воды в шарообразной форме или, гораздо реже, в форме тора (по аналогии с дымными клубами импульсных процессов).

Если же молния попадет не в водоем, а в предмет с большой поверхностью, смоченной водой (крона дерева, промоченная земля), то также можно ожидать образование достаточного количества возбужденного атомарного водорода и конденсацию его, при благоприятных условиях, в жидкость, но в этом случае, скорее всего, в форме шара.

Образовавшийся объект будет плавать (летать) в воздухе, излучая оранжевое, голубое или фиолетовое свечение (спектральные линии излучения атомарного водорода).

В равновесном состоянии энергия температуры тела равномерно распределяется по всем степеням свободы внутренней структуры тела. В нашем случае состояние сугубо неравновесное. Подвижность электронов оболочки атомов водорода соответствует очень высокой температуре, тогда как все остальные степени свободы жидкого водорода соответствуют температуре, мало отличающейся от нормальной. Такое состояние приводит к видимости эффекта «холодного свечения».

Процесс излучения должен сопровождаться явлением, похожим на испарение. Нормализовавшиеся в процессе излучения атомы, утрачивают дипольный момент, а значит, и необходимые межатомные связи, переходят в газообразное состояние и, испаряясь, покидают объект, сгорая в кислороде окружающего воздуха. Сгорание, происходящее в непосредственной близости от поверхности объекта, будет вызывать на равномерном фоне основного излучения дополнительные, перемещающиеся светлые блики, а также реактивный двигательный импульс со случайно изменяющимся вектором тяги, что будет вызывать эффект самопроизвольного «активного» перемещения объекта.

Интенсивность внешнего горения определяется скоростью испарения водорода, и незначительна (ведь объем ШМ практически не изменяется во времени), но вызвать слабые ожоги при кратковременном контакте, без нарушения поверхностного слоя натяжения, вполне способна.

Величина остаточного дипольного момента возбужденных атомов водорода определяет величину межатомных связей, и тем самым — температуру кипения формируемой жидкости. Если в процессе излучения амплитуда дипольных моментов атомов уменьшается постепенно, т.е. несколькими ступенями, то это должно приводить к постепенному снижению температуры кипения соответствующей жидкой фракции и к ее вскипанию в момент, когда точка кипения сравняется с температурой объекта. При таком распаде объекта произойдет образование облака газообразного атомарного водорода с объемом, превышающим объем объекта почти в тридцать раз (из условия равенства удельных весов и величины объема газовых молей, равной 24л ). В процессе смешения образовавшегося газообразного водорода с атмосферным кислородом возможно образование гремучего газа с последующим взрывом или сильной вспышкой, способной вызвать пожар. Закрытые помещения создают более благоприятные условия для взрыва в последней фазе.

Т.к. в природных условиях ШМ находится в постоянном контакте с кислородом воздуха без существенных последствий, то отсюда следует вывод, что жидкий атомарный водород инертен по отношению к молекулярному кислороду. Однако, как известно поверхность стальных предметов является катализатором для реакции H1 + H1 = H2 (реакция используется на практике для сварки металлов, т.к. идет с выделением тепла, 400 кДж на 1 моль H2 , это так называемая атомно-водородная сварка), поэтому при контакте жидкого атомарного водорода со стальными предметами образуется естественная атомно-водородная горелка. При полном «сгорании» объекта объемом 1 л выделиться около 250 кДж тепла. По оценке И. Стаханова, в зафиксированных случаях оплавления металлических предметов должно потребляется около 50 кДж тепла. Даже при 70% потерь 250 кДж тепла достаточно, чтобы несколько оплавить стальные предметы с незначительной массой (коса, вилы и т.п.), тем более что в присутствии кислорода эта реакция может сопровождаться реакцией горения H2 в кислороде.

Все количественные оценки, приведенные выше, произведены для объекта состоящего из чистого жидкого водорода. Однако, для соблюдения корректности, мы должны предположить наличие в рассматриваемом объекте растворенных примесей, на пример, азота или собственно воздуха. В этом случае все приведенные оценки нужно рассматривать как верхние границы возможных значений, а истинные значения будут зависеть от процента примесей.

Исходя из факта, что атомарный водород хорошо растворяется в некоторых твердых веществах, нельзя отрицать возможность того, что структура жидкого атомарного водорода способна обеспечить проникновение объекта через тонкое стекло без заметного изменения формы объекта (осмос). Сам факт такого проникновения требует дополнительной проверки, но явно не противоречит предлагаемой модели.

Способность объекта перетекать через малые отверстия под действием перепада давления (сквозняка) не вызывает сомнений.

При попадании грозовой линейной молнии в электропроводку и при наличии там влаги, допустимо предположить образование жидкого водорода в очень малом количестве в небольших полостях. При наличии сквозняка или слабого тления с выделением дыма из такой маленькой порции может «выдуться» пузырь (по типу мыльного). Такой объект, внешне, будет очень похож на шарообразный. Однако, из-за малого объема формирующего вещества время жизни его значительно сократится (до нескольких секунд), и взрывной эффект при разрушении будет многократно слабее и, видимо, сравним с сильным хлопком. Свидетельские показания о разрушительных взрывах ШМ, возникших из электрических приборов, отсутствуют.

Суммируя выше изложенное, можно убедиться, что все предполагаемые свойства гипотетического объекта и свойства природной ШМ практически совпадают. Совпадение столь различных свойств и качеств, вряд ли может быть случайным, и является убедительным доказательством верности выдвинутой гипотезы. Гипотеза не объясняет причину совпадения удельного веса жидкого водорода и воздуха, но, скорее всего, это простое совпадение.

Подведем итог:

  • ШМ является каплей жидкого атомарного водорода, образовавшегося в результате электролиза воды линейной атмосферной молнией;
  • составляющий ШМ атомарный водород находится в возбужденном состоянии и производит спонтанное световое излучение, обусловленное не средней температурой, а неравновесной температурой электронов оболочки атомов;
  • возбужденный атомарный водород имеет индуцированный дипольный момент, величина которого достаточна для образования его жидкого агрегатного состояния при нормальных атмосферных условиях;
  • жидкий атомарный водород имеет удельный вес, практически совпадающий с удельным весом окружающего воздуха;
  • жидкий атомарный водород при нормальных атмосферных условиях является инертным по отношению к молекулярному кислороду воздуха.

Следует добавить. Жидкий водород, являясь элементом таблицы Менделеева, выделяется из остальных элементов тем, что его структура наиболее близка к плазменным структурам. Кроме того, связи электронов с ядром в нем явно ослаблены, а это позволяет сделать предположение, что жидкий атомарный водород мог бы оказаться полезным в качестве промежуточного продукта для получения некоторых типов плазмы.

5. Заключение

Высокая степень совпадения свойств гипотетического объекта со свойствами ШМ, является достаточным основанием для проведения практических исследований для подтверждения выдвинутой гипотезы.

Предложенная модель позволяет провести целенаправленные исследования и оптимизировать условия их проведения. Для создания искусственной ШМ в лабораторных условиях необходимо решить две основные задачи: во-первых, создать электрический разряд с требуемыми характеристиками; во-вторых, создать благоприятные условия для конденсации в каплю атомарного водорода.

Первая проблема решается подбором (или созданием) технических средств с необходимыми характеристиками, которые еще требуется определить методом проб.

Для решения второй, видимо, найдется множество вариантов. Можно предложить общую рекомендацию, по которой необходимо создать над водой замкнутое изолированное пространство с атмосферой без кислорода (чистый углекислый газ или смесь азота с углекислым газом) для исключения возможности образования гремучего газа, а разряд производить или под водой, или из воздуха в водяной фонтан. Тяжелая атмосфера из углекислого газа будет способствовать конденсации водорода в вершине ограничивающего конуса. В смешанной атмосфере азота и углекислого газа возможно наблюдение плавающей ШМ. Температура среды, в которой будет происходить конденсация водорода, должна быть как можно меньше.

Для подтверждения гипотезы вовсе не требуется повторять природную «техно-логию». Можно попытаться получить атомарный водород, с требуемыми характеристиками, любым другим способом, на пример, производя многократный электрический разряд в среде водорода. Может оказаться, что технология атомно-водородной сварки уже давно в качестве промежуточного продукта «горения» использует вещество, формирующее ШМ.

Автор готов рассмотреть любые предложения по сотрудничеству в проведении необходимых исследований для подтверждения гипотезы о водородной природе ШМ и будет признателен любому, кто проведет эти исследования самостоятельно и сообщит ему об этом.

Практический совет. Если Вы не можете покинуть помещение, куда проникла ШМ, постарайтесь сжечь ее при помощи длинного предмета с металлическим наконечником (лыжная палка, швабра с держателем, подстаканник на бутылке), закрыв лицо и руки плотной толстой тканью. Действовать надо быстро.

Источник



С сингера природа шаровой молнии

На пути к разгадке. Природа шаровой молнии

А.Новиков, кандидат технических наук

Шаровая молния — довольно известное явление. Известное в том смысле, что о нем слышали почти все, а многие видели его. И все же, несмотря на большое число описаний, накопившихся более чем за 100 лет, для научного понимания шаровой молнии сведений еще недостаточно. Это объясняется разнообразием условий, сопутствующих ее появлению, неожиданностью возникновения, кратковременностью жизни и недостаточной подготовкой случайных наблюдателей. Причем наблюдение дает лишь внешнюю, каждый раз уникальную картину свойств.

На рис. : вверху слева — модель шаровой молнии в первом приближении; вверху справа — модель с учетом дополнительного условия равновесия в виде кольцевого тока. Ниже дана схема возникновения огненного шара из линейной молнии. Рядом — редкостная фотография, запечатлевшая шаровую молнию. Цифрами 1, 2, 3 обозначены последовательные стадии ее взрыва после прокола токовой оболочки и выталкивания магнитного поля наружу.

Создалось парадоксальное положение: описаний очень много, а самые существенные черты явления, знание которых позволило бы смоделировать его в лаборатории, нам неизвестны.

Книга американского ученого С.Сингера — хороший обзор современного состояния проблемы. Приведены краткие сведения о грозовых разрядах и протекающих в них процессах, составлен полный перечень представлений о природе шаровой молнии и на основе сравнительно недавних наблюдений — анкета ее свойств. В обширном разделе, посвященном анализу теоретических и экспериментальных исследований, разбираются различные модели явления, гипотезы о его природе. Для анализа привлечены многочисленные работы по физике атмосферного электричества, газового разряда и плазмы. В частности, дана высокая оценка работам советских ученых.

Книга отнюдь не развлекательная, но читается легко, с интересом. Поскольку теории шаровой молнии пока что носят качественный характер, они вполне доступны пониманию старшеклассников. Но книга представляет большую ценность и для специалистов богатством собранного материала. Достаточно сказать. что библиографический указатель литературы содержит 594 названия.

В анкете шаровой молнии, составленной на основе статистической обработки наблюдений, заполнены графы "размер", "форма", "цвет", "запах", "температура", "длительность жизни", "поведение", "исчезновение" и другие. В качестве курьезов упомянуты попытки связать огненный шар с "летающими блюдцами", представить его как "вирус звезды", модель Солнца и даже как. своеобразное существо, способное жить только при высоких температурах.

Но есть и другие, с виду фантастические, а на деле серьезные вопросы. Например, психологическое действие шаровой молнии на человека. Речь идет даже не о яркой одежке, а о собственной резонансной частоте колебаний, которая лежит в инфразвуковом диапазоне и равна частоте человеческого альфа-ритма (8+13 гц). Известно, что восприятие инфразвука — дело не очень приятное (см. статью "Глаза и уши на спине?". "ТМ", 1973, №6 — Прим. ред).
Характеризуя современные исследования, С.Сингер продолжает вызывать изучение плазмоидов, созданных при атмосферном давлении с помощью высокочастотных и дуговых импульсных разрядов. Правда, из всех свойств шаровой молнии пока воспроизведен, да и то приблизительно, лишь ее внешний вид. Необходимо добиться главного — получить длительно живущий плазмоид, лишенный связи с источником питания.

Автор делает вывод (впрочем, очень спорный), что существующие представления, основанные на известных законах газового разряда, плазмы и атмосферного электричества, не позволяют построить непротиворечивую теорию шаровой молнии. К сожалению, приходится согласиться с другим утверждением: "Несмотря на опубликованные за последние 125 лет тысячу с лишним наблюдений и без малого два десятка подробных и углубленных анализов этой проблемы, включая две монографии, шаровая молния остается одной из величайших загадок грозовой деятельности". И все же книга лишена пессимистического подтекста. Она вселяет надежду, что в недалеком будущем из множества гипотез и фактов удастся отбросить все лишнее и извлечь простую направляющую идею, которая в конце концов приведет к решению загадки.

___________________________________
(Журнал "Техника — Молодежи". 7-1974)

Снова о шаровой молнии

Проблема овладения новыми, невиданными источниками энергии никогда не переставала будоражить воображение людей. Немало энтузиастов науки связывает свои надежды с раскрытием загадки шаровой молнии. Интересно. что один из подобных прогнозов принадлежит не ученому, а писателю. Имя писателя — Максим Горький. Выступая в 1920 году перед студентами рабоче-крестьянского университета в Петрограде с лекцией "О знании", Горький говорил об огромной энергии, сконцентрированной в огненном шаре скромных размеров. Писатель сказал: "Мне случилось видеть его на Кавказе, когда мы переваливали через один хребет с Чеховым и художником Васнецовым. Шар ударился в гору, оторвал огромную скалу и разорвался со страшным треском. "
Каждое наблюдение шаровой молнии имеет большую ценность для объяснения этого удивительного явления природы. Один из интересных вариантов теории изложен в этой статье.

Б. Парфенов, инженер,
сотрудник Научно-исследовательского
института механики МГУ

"А что у нее внутри?" — спрашивает любопытный лирик. "Не знаю, — отвечает физик. — И никто не знает". — "Ну, а все-таки что предполагает наука?" — "Предположениями исписано немало бумаги, только шаровая молния, видимо, ничего не читает".
Как сделать непонятное понятным? Нужно зафиксировать спектр излучения, взять на химический анализ пробы из разных точек огненного шара, замерить напряженность электрического и магнитного полей, короче говоря, исследовать явление в лаборатории. Но вот неувязка: неизвестно, как туда доставить шаровую молнию. Может быть, прямо в лаборатории и изготовить ее? Но для этого надо знать, как она устроена. Круг замкнулся. Остается только одно — разрабатывать теорию. Разумеется, допускающую экспериментальную проверку.
Сначала выделим кардинальные вопросы, на которые нужно ответить, объясняя природу шаровой молнии.
— Как она возникает?
— Энергию какого вида содержит?
— Как исчезает?

По первому пункту некоторая ясность есть. Неоднократно огненные шары появлялись там, где только что ударила линейная молния. А такого, чтобы они возникали самопроизвольно, никто еще не наблюдал. Если очевидец не заметил разряда обычной молнии, то появление шаровой он описывает словами: "спустилась из облаков", "вышла из дымохода", "влетела в форточку" и т.д. Шаровая молния может двигаться очень быстро, и для нее не составит труда прилететь в тихое место откуда-нибудь издалека, где бушует страшная гроза.

Ответ на первый вопрос открывает путь к обсуждению второго. Разряд линейной молнии содержит энергию в виде электромагнитного поля. Напрашивается предположение, что и шаровая молния имеет поле той же природы, переменное или постоянное. Такой конфигурации, которая могла бы устойчиво сохраняться без внешних воздействий, у переменного электромагнитного поля нет. Остается постоянное.
Чтобы ломать телеграфные столбы, отрывать доски, разрушать печки (а все это под силу шаровой шалунье), достаточно сконцентрировать в одном кубическом дециметре магнитное поле напряженностью около ста тысяч эрстед. Это большая величина, но не фантастическая, в физических лабораториях получают и более мощные поля. Соответствующая сила электрического тока измеряется примерно миллионом ампер. Постоянный ток может течь только по замкнутому контуру. По кольцу? Нет, оно расползлось бы в стороны через какие-нибудь доли секунды.

На наш взгляд, шаровая молния устроена проще, чем шариковая авторучка. У нее всего две "детали": тороидальная токовая оболочка и кольцевое магнитное поле. Их взаимодействие дает интересный эффект — из внутренней полости выкачивается воздух. Это явление хорошо известно, больше того, успешно используется (вспомним электромагнитные насосы для перекачки жидких металлов). Атмосферное давление стремится сжать оболочку, а электромагнитные силы препятствуют давлению. При определенных размерах система приходит в равновесие.

Правдоподобна ли такая картина? Обратимся за советом к специалистам по плазме и управляемым термоядерным реакторам. Так вот, теория показывает, что изображенная на рисунке конфигурация может находится в равновесии без посторонней поддержки. Уж не природный ли это термоядерный "котел"? Увы, нет: здесь все наоборот. Для термоядерной реакции нужно, чтобы внутри было давление, а снаружи — вакуум. И те силы, которые удерживают в равновесии оболочку шаровой молнии, при переворачивании разваливают конфигурацию раскаленной плазмы.

Правда, для равновесия системы требуется еще одно дополнительное условие. На основной ток накладывается кольцевой, и в итоге электрические токовые линии становятся спиралями. Поэтому и магнитное поле внутри слегка искривлено, часть его вдоль оси шара выходит наружу, за пределы токовой оболочки.

Теперь подумаем об энергетическом балансе. Если бы шаровая молния выделяла такое же огромное количество энергии, что и линейная, ее существование ограничивалось бы тысячными долями секунды. Помогает опять-таки внутренний вакуум. при низких давлениях и высоких температурах проводимость газа повышается, и для его нагрева при том же токе требуется меньше мощность. Кроме того, разреженный газ хуже проводит тепло, потери на излучение невелики. В итоге огромный ток течет по оболочке, почти не встречая сопротивления.

Снова вернемся к первому вопросу — как она возникает? — с целью ответить на него детально. В конце разряда линейной молнии, когда ток в канале падает до нуля, на некоторых участках центральной оси ток этот может сохраняться значительным. Одновременно на периферии канала может идти противоположный по направлению ток. В момент обрыва токи замыкаются между собой, а затем изолированный участок стягивается в шар, сохраняя весь запас магнитного поля.

Когда перетяжек много, возникает несколько шаров. Если они еще и связаны общим осевым полем, получается четочная молния.
Помогает ли наша модель объяснить поведение огненного шара в атмосфере? Думается, да. Если бы дело происходило в чистом воздухе, шар, наверное, оставался бы неподвижным или поднимался вверх по закону Архимеда. Но сгорание пылинок изменяет состав газа и симметрию оболочки. Появляется перепад давлений на внешней поверхности. Поскольку собственной массы у шаровой молнии практически нет, то и небольшие силы способны привести ее в быстрое движение. При некотором разгоне начинает действовать нечто вроде прямоточного реактивного двигателя. Набегающий поток воздуха сжимается, нагревается при соприкосновении с токовой оболочкой, затем отбрасывается назад.

Осевое магнитное поле, выходящее далеко за пределы оболочки, наводит токи во всевозможных проводниках. Взаимодействие с ними может вызвать самые разнообразные формы движения, от величавой неторопливости до буйного разгула. Соприкосновение с твердыми телами дает лишь небольшой ожог. Другое дело, когда предметы стискивают шар с нескольких сторон. Его равновесная форма меняется на вынужденную, и электромагнитные силы могут быть значительно больше, чем в свободном состоянии. Так что не стоит удивляться сообщениям, как шаровая молния, протискиваясь через щели, расширяет их, отрывает доски, ломает переплеты и т.д.

Если шар только что свалился из-за облаков, он наверняка несет большой заряд, прикасаться к нему опасно. Около земли заряд уменьшается. Можно уже не бояться электрического удара, но нельзя забывать о другой опасности. Взрыв! Он придает выходкам шаровой молнии зловеще-романтическую окраску.

Острые предметы прокалывают мягкую оболочку, и наружу выталкивается участок магнитного поля. Рана уже не может сама затянуться, поле ее расширяет и вырывается на свободу. Это происходит в буквальном смысле слова молниеносно, гораздо быстрее искусственных взрывов. Весь ток с оболочки собирается в одно кольцо, и по законам электродинамики оно стремительно расширяется во все стороны. Резким скачком повышается температура, образуется ударная волна, словом, как будто ударила линейная молния. Но взрыв от нагрева воздуха — это одно, а удар магнитного поля — совсем другое.

Многие знают, что, удаляясь, шаровая молния устраивает маленький прощальный шум, включая в домах электрические звонки. Это магнитное поле, быстро распространяясь и пересекая провода, наводит в них электродвижущую силу, возникает ток, звонкам не остается ничего другого, как звонить. По той же причине выходят из строя радиоприемники и телевизоры. А кольца и браслеты, таинственно исчезающие прямо с руки? В магнитном поле они становятся как бы вторичной обмоткой трансформатора, замкнутой накоротко. В ней возникает такой чудовищный ток, что кольцо мгновенно испаряется. Его хозяйка не чувствует ни ожога, ни даже тепла, настолько быстро все происходит. Монеты испаряются из закрытого кошелька.
Вообще запас шуток шаровой молнии неистощим. Но за шутками видятся и серьезные вещи. Давайте пофантазируем.

1978 год. Аэропорт Домодедово. Голос диктора: "Внимание, заканчивается посадка в космолет, вылетающий рейсом К-08 по маршруту Москва — Луна Вторая. Пассажиров просят пройти на посадку. Стюардесса ведет группу к космолету. По внешнему виду он похож на самолет. Вот он вырулил на взлетно-посадочную полосу, разбежался и оторвался от земли. Как же он выйдет за пределы атмосферы? Оказывается, машина разгоняется постепенно: чем больше высота, тем больше скорость. Сначала работают воздушно-реактивные двигатели — они получают энергию от большого аккумулятора, построенного по принципу шаровой молнии. По сравнению с полезным грузом аккумулятор весит ничтожно мало. Баки с лучшим химическим топливом весили бы несколько сот тонн. А ведь эти тонны тоже надо было бы разогнать! В космическом пространстве включаются плазменные двигатели малой тяги — ведь первая космическая скорость достигнута еще в верхних слоях стратосферы. Полет продолжается.

Пусть пока мы не знаем, в каком виде содержит энергию шаровая молния. Но мы точно знаем, что энергия есть, и немалая. Так же точно известно: огненный комочек ничего не весит. Значит, будут космолеты на шаровых молниях. Это вопрос времени, труда и. фантазии. Если ждать точных указаний, в каком направлении вести исследования, можно и не фантазировать.
Только от кого поступят эти указания?
Хочется верить: очень скоро загадка шаровой молнии будет раскрыта. И на вопрос "Что у нее внутри?" любой семиклассник ответит: "Ничего, если не считать магнитного поля".
__________________________
"Техника — Молодежи" 5/1968

Источник

Читайте:  100 цитат о красоте и силе женщин со смыслом