Портрет шаровой молнии

При большой разности потенциалов между земной поверхностью и грозовым небом скапливающиеся на возвышенностях тихие электрические разряды часто вспыхивают на мачтах, громоотводах, крыльях самолетов и т. д., то есть там, где электрические потенциалы концентрируются на малой площади. Иногда такое свечение наблюдается на вершинах гор, бытует даже выражение «горы пылают».

Кстати сказать, в горах такое явление не редкость. Его наблюдают порой и на живых объектах: на рогах у животных, на одежде альпинистов. У людей в горах может «светиться» голова. Мы не напрасно остановились на этом явлении. Возникающие подобным образом электрические разряды днем видны плохо, но в грозовом полумраке их с успехом можно принять за шаровую молнию, так как на остриях предметов они зачастую приобретают сферическую форму. Не потому ли многие наблюдатели видели, как шаровые молнии «оседали» на проводниках, выбирая наиболее высокие точки? Более того, огни Эльма способны смещаться вдоль проводников, и, наконец, поиски в отличие от болотных они могут появиться внутри помещения. Таким образом, часть наблюдений можно смело отнести за счет огней Эльма. Именно так и считают многие специалисты. В опубликованных на сегодняшний день свыше десятка гипотез встречаются и «космические». Например, одна из них гласит: шаровая молния — это следствие взаимодействия вещества с антивеществом. Такое предположение не так уж фантастично, как кажется на первый взгляд. Ведь, по мнению ряда ученых, для нашей Галактики допустимо наличие в ней одной стомиллионной доли антивещества.

Если подобное соотношение может сохраняться в метеоритах, попадающих в земную атмосферу, то, по утверждению приверженцев этой гипотезы, такого количества антивещества будет достаточно для объяснения всех наблюдаемых шаровых молний. Взаимодействие вещества с антивеществом вызывает аннигиляцию, в результате которой частицы превращаются в электромагнитное излучение в виде светящегося шара. Согласно другой теории шаровая молния представляет сгусток частиц космических лучей, сфокусированных электрическими полями грозовых разрядов в одной точке пространства. В середине 50-х П. Капица, проанализировав все имеющиеся на то время данные о шаровых молниях, подверг критике существующие теории как не соответствующие закону сохранения энергии. По мнению годов академик этого крупнейшего ученого-физика, шаровая молния имеет плазменную структуру, а для ее существования должен обязательно присутствовать интенсивный внешний источник высокочастотной энергии. Ученые научились получать плазму, однако заточить этого «джинна» в магнитную «бутылку» очень сложно. Наше Солнце — яркий пример существования плазмы в виде сферы. Но не все явления природы ведут себя так, как Солнце, ежедневно появляющееся на небе. Однако давно установлено, что, как бы сложны ни были явления, они обычно подчиняются определенным закономерностям. Например, появление шаровой молнии всегда связано с грозой. К сожалению, этот факт ненамного облегчит поиск. Даже если говорить об обычной молнии, то пока мы не в состоянии предсказать, сколько раз она возникнет и куда ударит. Как же подступиться к загадке? 

Как проникнуть в тайну? Ученые решили, что коли не удается поймать шаровую молнию в «сети» в природных условиях, то остается одно: воспроизвести в лаборатории хотя бы внешний вид этого феномена. Существует несколько способов получения светящегося шара в воздухе. Один из них аналогичен явлению, происходящему при быстром испарении медной проволоки, когда сгусток паров меди возникает перед вами в виде светящегося шара. К сожалению, ни одна из известных моделей не удовлетворяет ученых полностью. Поведение шаровой молнии, с точки зрения современной физики, по-прежнему не вписывается в их рамки. Существующие на сегодня теории четко разделяются на два класса: в одном из них источник энергии находится внутри молнии, в другом энергия молнии находится вне шара. Недавно группа специалистов под руководством академика Л. Седова проанализировала возможности существования в электрическом поле грозы плазменного сгустка с нетепловым характером оптического излучения. Теоретически удалось доказать, что неустойчивость плазменного сгустка можно уравновесить присутствием в нем колебаний электромагнитного поля определенной частоты. Но для этого необходим источник энергии такого поля. Он есть, утверждают ученые. Это электромагнитное поле самой грозы. Но откуда возьмется сам сгусток плазмы? Есть ответ и на этот вопрос: такой сгусток с высокой концентрацией электронов может образоваться в распадающемся канале обыкновенной молнии. Напомним, что многие отмечают появление шаровой молнии вблизи удара обычной.

Казалось бы, вопрос решен, тем более что есть экспериментальные данные, подтверждающие эту возможность. Только для исследователей этого недостаточно. Необходимо провести эксперимент, в результате которого можно было бы в лабораторных условиях проследить механизм рождения, жизни и смерти шаровой молнии. Сейчас такой эксперимент готовится. Для получения начальной ионизации предполагается участие поджигающего лазера. Интересно отметить, что первые теории шаровой молнии были химического происхождения. Ведь не случайно многие наблюдатели отмечают «электрический запах» феномена, виновником которого якобы является озон. Академик М. Леонтович, приверженец химической теории, возглавляет работы советских ученых, ведущиеся в этом направлении. Недавно ими была предложена модель шаровой молнии, в которой энергия выделяется при разложении озона. Исследования показали, что в воздухе вполне возможно образование такого количества озона, которое бы обеспечивало свечение. К тому же многие очевидцы наблюдали шаровую молнию в виде голубого шара, а именно синеватая окраска присуща озону в газообразном состоянии. Для понимания физической сущности явления весьма важно знать хотя бы приблизительную величину энергии, которую способна выделить шаровая молния. Сегодня такие данные есть. Их получил советский ученый Б. Козлов. Анализу подвергались: ствол большого дуба, раздробленная в щепки грот-стеньга корабля, выступающая из воды свая и другие предметы из дерева, которые, как точно установлено, подверглись «нападению» шаровой молнии.

По характеру воздействия феномена на древесину удалось воспроизвести расчет выделения энергии. Оказалось, она намного больше химической энергии, которая могла бы выделиться при вступлении в реакцию масс любых известных человеку веществ, могущих уместиться в ее объеме. Что же получается? С одной стороны, как показывают наблюдения, шаровая молния может тихо «погаснуть», не причинив вреда даже птенцу, а с другой — налицо богатырская сила. По-видимому, существует несколько типов шаровых молний. Под этим названием понимается, вероятно, целый ряд природных явлений, по внешнему виду напоминающих светящийся шар. Но какие процессы бушуют внутри этих шаров? Почему сами шары отличаются друг от друга’ Наконец, почему они так по-разному ведут себя при «жизни»? Вопросы весьма непростые, и на них еще предстоит ответить науке.