Kroglasta strela - glavna skrivnost atmosferske elektrike

Kroglasta strela - glavna skrivnost atmosferske elektrike
Kroglasta strela - glavna skrivnost atmosferske elektrike
Anonim

Kroglična strela je videti kot svetlobna krogla, ki se običajno pojavi med nevihto. Pogosto tak predmet visi ali se premika na bolj ali manj fiksni višini nad tlemi. Včasih krogelna strela eksplodira, ko trči v predmet ali brez očitnega razloga. Omeniti velja, da na svetu še vedno ni splošno sprejete fizikalne teorije, ki bi razlagala naravo krogelne strele.

Električni pojavi v zemeljski atmosferi kljub stoletnim raziskavam ostajajo v veliki meri slabo razumljeni. Kroglična strela je verjetno ena največjih skrivnosti, že od samega obstoja njihovega obstoja, pravi doktor fizikalnih in matematičnih znanosti, višji raziskovalec v sektorju teorije trdnih snovi Fizikalno-tehničnega inštituta po imenu I. I. A. F. Ioffe RAS Mihail L. ŠMATOV. V nekem intervjuju je znanstvenik spregovoril o najbolj zanimivih vprašanjih, povezanih s kroglastimi strelami.

─ Ali drži, da znanstvena skupnost do leta 2012 ni bila trdno prepričana, da kroglična strela res obstaja, in šele po senzacionalnem opazovanju kitajskih znanstvenikov, ki so v takšni streli odkrili železo, silicij in kalcij, so začeli govoriti o kroglični streli kot resničnem objektu ? Prej so navsezadnje obstajali celo predlogi, da je kroglasta strela nekakšna halucinacija, ki jo povzroča vpliv magnetnih polj neke navadne strele?

─ Leta 2012 se ni zgodilo nič bistveno novega; kitajski znanstveniki na podlagi svojih opazovanj niso predstavili revolucionarnih podatkov. Vprašanje ostaja: ali so opazovali kroglično strelo? Najverjetneje (in to je zapisano v našem skupnem pregledu s profesorjem Karlom Stefanom z Univerze v Teksasu v San Marcosu) [1] so kitajski znanstveniki videli posledice navadnega udara strele v daljnovod. Včasih se domneva, da so v krogelni streli ugotovili prisotnost nečistoč železa, kalcija in silicija. Verjetno pa je registracija spektralnih vodov teh elementov preprosto posledica vpliva navadnega razelektritve na daljnovod in tla, morda pa tudi nekatere učinke, povezane z dejstvom, da je ta razelektritev povzročila kratek stik moči vrstica. Naj vas spomnim, da je bilo vse to v bližini daljnovoda, kar pomeni, da bi lahko prišlo do kratkega stika na ozemljitev, kar je privedlo do takšnih posledic.

Vendar pa je glede na to, kako ljudje dojemajo kroglično strelo, situacija res težavna. Veliko ljudi zanima kroglasta strela, vendar obstajajo fiziki plazme, ki o tem objektu ne vedo nič. To je trenutno stanje.

Če govorimo o halucinacijah, potem velja, da lahko v nekaterih primerih ljudje vidijo nekakšne žareče lise zaradi delovanja zelo svetle svetlobe navadne strele. Bilo je tudi delo, ki morda magnetna polja iz navadne strele delujejo neposredno na možgane in dajejo optične iluzije bolj zapletenega izvora.

Obstaja veliko svetlobnih dolgoživih predmetov, ki jih lahko zamenjamo za kroglo. Čudovit primer, o katerem so razpravljali v znanstveni literaturi: v nekaterih primerih se lahko celo ptica, ki živi v votlini, zamenja za kroglasto strelo! Ptico je mogoče obarvati z gnilobo lesa, gnile les pa pod določenimi pogoji zažari.

Menim, da je v primeru omenjenega opazovanja kitajskih znanstvenikov, katerih rezultati so bili objavljeni v njihovem članku, situacija približno enaka: videli so posledice preprostega udara strele in ne krogelne strele.

Ja, še vedno obstajajo tisti, ki še vedno ne vedo za kroglaste strele, pa tudi tisti, ki menijo, da je to optična iluzija, danes pa je to že gotovo znano: kroglična strela obstaja. To vemo zlasti iz številnih poročil o uničujočih učinkih, ki jih povzroča takšna strela.

─ Še vedno ni soglasja o tem, kaj sestavlja kroglasta strela. Kakšna je vaša različica?

─ Prav imate, obstajajo samo različne hipoteze in modeli. Menim, da krogelna strela je sestavljena iz elektronov in skoraj popolnoma ioniziranih ionov (pravzaprav jeder) elementov, ki sestavljajo zrak, torej temeljna prisotnost silicija in drugih prej omenjenih elementov v njem ni potrebna.

Moj model temelji na predpostavki, da je glavni del kroglične strele jedro, sestavljeno iz skoraj popolnoma ioniziranih ionov in elektronov, ki med seboj nihajo (približno, nihajo). Izkazalo se je, da elektroni nihajo glede na ione. Premika se tudi Jonah. Gibanje elektronov se pojavlja predvsem v radialni smeri, stanje z ioni je bolj zapleteno in je odvisno od posebnih parametrov jedra. Jedro je plazemski oblak, podoben oblakom plazme, ki nastanejo v nekaterih poskusih na laserski termonuklearni fuziji in pri jedrskih eksplozijah v ozračju (čeprav obstajajo drugi razlogi za nastanek nihanj). Tudi drugi znanstveniki so razmišljali o modelih z nihanji, vendar sem edini, ki je v okviru takšnega modela lahko razložil življenjsko dobo in energijo kroglične strele.

Referenca. Ionizacija v tem primeru je izvlečenje enega ali več elektronov, popolna ionizacija vseh, torej popolnoma ioniziran ion elementa je njegovo atomsko jedro.

Image
Image

─ Kroglasta strela je znana že tisoče let. Zakaj še vedno ni bilo mogoče nedvoumno ugotoviti njihove narave?

─ Menim, da je eden glavnih problemov pomanjkanje dovolj obsežnih in dobro financiranih raziskav na tem področju.

Pomembne raziskave kroglične strele so bile v ZDA izvedene v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Rezultat je odlična knjiga Stanleyja Singerja The Nature of Ball Lightning. Ta dela so bila izvedena med vietnamsko vojno, največja naloga pa je bila "prestrašiti hudič Vietkonga", ki se je naučil po Singerovi smrti. Toda zdaj se s takšnimi nalogami ne sooča nihče, zato je zanimanje za kroglično strelo zmerno. Poleg tega velika kompleksnost in pomanjkanje očitne uporabne vrednosti mnoge prestraši.

Mislim pa, da je preučevanje kroglične strele velikega političnega pomena za fiziko plazme, saj trenutno obstaja problem proizvodnje energije in ena od obetavnih rešitev, kot veste, je nadzorovana termonuklearna fuzija.

Stališče mnogih raziskovalcev na področju nadzorovane termonuklearne fuzije je naslednje: če bo dodeljeno dovolj denarja, bo človeštvo prejelo ta vir energije, ker je fizika plazme dobro razumljena. Lahko pa se vprašamo: zakaj sploh mislite, da razumete fiziko plazme? No, eno težavo smo rešili, druga je dobra. Obstaja pa tako naraven pojav, kot je kroglasta strela. Znana je že tisoč let, povezana je s plazmo, vendar še ni popolnoma pojasnjena. In dokler ne razložimo kroglične strele, težko rečemo, da je fizika plazme dobro razumljena.

─ Plazma, kolikor vem, velja za najmanj raziskano agregatno stanje …

─ Težko vprašanje. Menim, da so bili številni vidiki na tem področju zelo dobro raziskani. Če fizika plazme ne bi bila dobro raziskana, sploh ne bi bilo vodikovih bomb. Prizanesli niso ničesar. In tu so in na splošno zagotavljajo mirno sobivanje na planetu.

─ Ali je mogoče v laboratoriju ustvariti kroglično strelo?

─ Rekel bi, da na to vprašanje ni neposrednega odgovora. Pravilneje bi bilo govoriti o nastanku krogelne strele ne toliko v laboratoriju kot na poligonu. Zakaj? Znano je, da je kroglasta strela manifestacija nevihte v ozračju in na splošno v nevihtnih oblakih v nekaterih primerih obstajajo ogromni potenciali. Potencialna razlika med različnimi točkami oblaka ali med neko točko v oblaku in tlemi je lahko na stotine milijonov voltov. Pod določenimi pogoji lahko gremo celo v razpon nekaj sto milijonov voltov in morda celo do nekaj milijard. Zato je bolje, da dela izvajate v pogojih poligona.

V laboratoriju je veliko poskusov poustvarjanja kroglične strele. Doslej to ni prineslo prepričljivih rezultatov. In ali je to načeloma mogoče ali ne, ne morem reči. V okviru mojega modela je bolje delati na odlagališču. Podobni poskusi so bili v ZDA izvedeni vsaj dvakrat - s poskusom uporabe strele, ki so ga sprožile rakete, ki so za seboj potegnile žico. Kot veste, je izstrelitev rakete resna stvar. Ti poskusi so potekali na posebnih poligonih, zlasti v bazi Nacionalne garde. Tovrstne raziskave so zelo drago in nevarno početje, saj lahko raketa v primeru neuspešnega izstreljenja sestreli tudi letalo, v vsakem primeru pa, če ne upoštevate varnostnih ukrepov, vas lahko zadene strela.

Možni so tudi poskusi brez uporabe raket z uporabo običajne strele. Obstaja veliko poročil o pogojih za opazovanje kroglične strele. To nastavitev lahko na primer ponovite in počakate na običajen udar strele. Preprosto je ustvariti vzdušje videza kroglične strele, zdaj pa se ne bom ukvarjal s tem, kako je to mogoče storiti. Visoki stroški in varnostni pomisleki so pomembni tudi pri poskusih brez raket.

Image
Image

- Naš rojak, nobelovec, Pyotr Kapitsa, se je ukvarjal z vprašanji kroglične strele. Zapisal je, da se kroglasta strela zaradi svoje redkosti komajda poda sistematičnemu preučevanju. Kaj mislis o tem?

- In tukaj na splošno ni jasno, kako redek je ta pojav. Menijo, da je za osebo, ki živi v srednjem pasu nekdanje ZSSR, verjetnost, da bo v življenju srečal kroglo, okoli 5%. To ni veliko. Toda v Združenih državah Amerike so leta 1963 izvedli zanimivo anketo: zaposlene pri Nasi so vprašali, kako pogosto vidijo kroglično strelo in kako pogosto vidijo natančen udar navadne strele. Število obeh se je izkazalo za primerljivo, kar pomeni, da je zelo težko resno govoriti o verjetnosti nastanka krogelne strele med običajnim izpustom. Dejstvo je, da ima kroglična strela kratek doseg zaznavanja. Poleg tega med nevihto praviloma vsi preudarni ljudje po možnosti sedijo v zaprtih prostorih. Hkrati je preprosta strela vidna na velikih razdaljah, saj je velika in svetla, zvok iz nje pa močan. Možno je, da je pogostost generiranja kroglične strele z naravnimi izpusti primerljiva s frekvenco navadne strele. Morda preprosto ne vidimo krogelne strele.

Glede na to, da je kroglasta strela opazna, ne glede na razloge, redka, se mi to ne zdi pomembna ovira pri raziskovanju, ker se je nabralo in objavilo ogromno opazovalnih podatkov. Hkrati je zagotovo nemogoče zaupati vsem sporočilom.

Število ljudi, ki se znajdejo na kratki razdalji od običajnega udara strele, je primerljivo s številom ljudi, ki so kdaj gledali kroglo. Mimogrede, piloti so videli kar veliko ognjenih kroglic. To vprašanje je zelo skrbno preučil I. M. Imyanitov je izjemen raziskovalec atmosferske elektrike. Prišel je do zaključka, da se kroglične strele pojavljajo v oblakih stokrat pogosteje kot na nizkih nadmorskih višinah.

Image
Image

─ Mimogrede, na kakšni višini običajno opazimo krogelno strelo?

─ Kroglična strela ima eno zelo zanimivo lastnost ─ da zelo pogosto visi ali se premika na fiksni višini, na primer na območju enega metra ali enega metra in pol nad tlemi. In to je pravzaprav zelo ne trivialno dejstvo, ker nanj očitno vplivata tako sila gravitacije kot Arhimedova sila. Izkazalo se je, da je kroglasta strela precej lahka. Zdi se, da če je kroglasta strela težja od zraka, bi morala pasti, če pa je lažja od zraka, pa bi morala vzleteti. Toda kroglasta strela ima vsaj v nekaterih primerih električni naboj, ki vpliva na njeno gibanje. Toda to je ločeno in zelo zapleteno vprašanje, zato se zdaj ne bomo spuščali v podrobnosti. Na splošno so krogelne strele opazovali neposredno na tleh ali na tleh prostorov ter na omenjeni višini meter in pol ter na višini več kilometrov.

─ Kako dolgo živi kroglasta strela?

─ Življenjska doba kroglične strele je eden najboljših zabeleženih parametrov. Spodnja meja je nekaj sekund. Očitno so regionalne značilnosti krogelne strele pomembne, saj rezultati del, napisanih v različnih državah, dajejo nekoliko drugačne meje za celotno življenjsko dobo. Lahko rečemo, da lahko kroglična strela zagotovo živi nekaj sekund. Toda z zgornjo mejo je vprašanje zelo težko. Obstajajo na primer objavljeni podatki o opazovanju M. T. Dmitriev [3]. Ognjeno kroglo je videl približno minuto in pol. Verjetno lahko rečemo, da lahko na majhnih nadmorskih višinah kroglasta strela živi vsaj tri minute. V literaturi so omenjena tudi poročila, da je kroglasta strela živela do 15 minut. Poznam pa le eno ali dve tovrstni sporočili.

Poleg tega obstaja zelo zahrbten učinek, po videzu podoben kroglični streli, ─ to so luči St. Elma na koncentratorju letečega električnega polja. Če imamo dovolj močno polje in so polja pod nevihtnimi oblaki (in v njih) lahko velikosti kilovolta na centimeter in obstaja kakšen predmet ali predmeti, na primer roj hroščev, potem lahko sijaj se pojavijo na teh hroščih ali drugih predmetih. Znanstveniki so to vprašanje posebej preučili. Ugotovljeno je bilo, da je zelo težko ločiti krogelne strele od luči St. Elma na daljavo, tudi če koncentrator električnega polja ne leti.

─ Ste kdaj sami opazovali kroglično strelo?

─ Ne.

─ Bi radi?

─ Pravzaprav ne. Dejstvo je, da lahko v okviru mojega modela, če nimate sreče, na daljavo, v edinstvenih primerih, na desetine metrov, pride do hude poškodbe zaradi sevanja, vključno s smrtonosno. Kroglična strela je zelo nevarna za ljudi.

Zelo zanimiva zgodba, ki izgleda napol fantastično, a je dobro dokumentirana in opisana v Journal of Technical Physics leta 1981 [5], se je zgodila v Khabarovsku, kjer je kroglasta strela stopila 440 kilogramov zemlje. Izgleda kot grozna pravljica, vendar so bile na Inštitutu za jedrsko fiziko Moskovske državne univerze in drugih znanstvenih organizacijah izvedene zelo resne študije te zemlje. Zlasti iz poskusov reprodukcije žlindre približno enake sestave je postalo jasno, da je taljenje povzročilo bodisi radijsko valovanje bodisi trdo sevanje, torej sevanje gama, in kaj točno ─ ni dokončnega zaključka.

Kroglična strela je nevarna tudi za tehnologijo, zlasti zaradi njene sposobnosti, da vpliva na delovanje električnih vezij. Tako stara literatura kot relativno moderne zgodbe opisujejo, kdaj je kroglasta strela prižgala električne svetilke. Načeloma lahko izloči elektroniko [6], za sodobno letalo pa je na primer izpad elektronike zelo slab dogodek. Obstajajo poročila, da so morali piloti vojaških letal celo izstreliti zaradi poškodbe letala s kroglično strelo [7], vendar kakšni so bili posebni mehanizmi poškodb, ne vem.

─ Kroglična strela je vedno povezana z običajno strelo ali pa se lahko pojavi neodvisno od nje?

─ V nekaterih primerih je rojstvo kroglične strele lahko povezano s posebno navadno strelo, obstajajo pa tudi primeri, ko navadna strela ni pred rojstvom krogle. Obstajajo poročila o opazovanju kroglične strele v jasnem vremenu.

- Vaša dela so namenjena tudi nevarnosti sevanja kroglične strele. Kako resnična je ta grožnja?

─ Zanima me nevarnost sevanja kroglične strele in atmosferske elektrike na splošno. V preteklem in predlanskem letu sem objavil dva članka [8, 9], kjer sem v okviru svojega modela kroglične strele razložil nekatere parametre tokov gama sevanja, zabeleženih v enem primeru na Japonskem [10], v drugi v Armeniji [11].

Od leta 1980 je bilo dejstvo generiranja rentgenskega in gama sevanja v nevihtnih oblakih jasno ugotovljeno. Obstajajo tako kratki, dovolj močni impulzi kot dolgi tokovi gama sevanja, ki trajajo na primer sekunde ali minute, pa tudi dogodke, ki jih je mogoče razlagati kot generiranje velikega števila impulzov. Odprto je vprašanje, kakšna je narava dolgoročnih impulzov.

Obstajajo poročila o opazovanju ne samo ene kroglične strele, ampak tudi celotnih skupin krogelne strele [4]. V Armeniji na postaji Aragats med drugim izvajajo opazovanje vidne svetlobe, ki prihaja iz oblakov. Leta 2019 je bil objavljen članek A. Chilingaryana [11] s sodelavci o tem, kako so videli gama sevanje in skupino žarečih madežev. Ponudili so nekaj pojasnil, od kod prihajajo svetlobne lise, približno 10 kosov. Priznam, da so lahko videli skupino krogelnih strel [9].

─ Ali lahko obstajajo celo skupine ognjenih kroglic?

─ Da. Takšni dogodki so redki, vendar se zgodijo. Obstajajo dokumentirane zgodbe pilotov, ki so v izrednih razmerah, na primer v sili ob nevihti, pristali na letališču in v oblakih videli več deset ognjenih kroglic [4]. Ponavljam, da je verjetnost, da v oblaku naletimo na krogelno strelo, približno stokrat večja kot na naših običajnih višinah, torej na ravni tal in nekaj metrov nad njo [2].

Na splošno se je o nevarnosti sevanja kroglične strele prvič resno razpravljalo leta 1962. Prej, leta 1886, je imel Scientific American (danes revija, stare številke pa kot časopis) edinstveno publikacijo, ki opisuje zgodbo o tem, kako je družina v Venezueli opazovala močno svetlobo v svojem domu in hkrati čutila posebno vonj (poročila o kroglastih strelah včasih omenjajo vonj po gorečem črnem prahu ali žveplovu). Ljudje so začeli moliti, misleč, da je prišel konec sveta (povsem naravna predpostavka za 19. stoletje in za versko družino), vendar je to dejavnost prekinilo bruhanje. V prihodnosti so ljudje na koži razvili mehurje, ki so postali razjede, lasje pa so začeli izpadati. Kako, če ne sevanje, izgleda? Poleg tega tega dejstva skoraj ni mogoče šteti za ponarejanje, ker je bilo opisano tako pred odkritjem naravne radioaktivnosti kot pred nastankom virov rentgenskih žarkov in še bolj pred nastankom močnih virov ionizirajočega sevanja. 90 let kasneje je Eugene Garfield ta incident razložil kot možno sevalno škodo zaradi ognjene krogle.

Rosalyn Krysik je opazila še en zanimiv učinek: krogla strele je priletela do steklenih vrat in steklo je zažarelo. To ni bil odsev, ker je bila strela modrikaste barve, sijaj pa rumen. Kasneje so Karl Stefan in njegovi sodelavci izvedli vrsto poskusov in izkazalo se je, da lahko podoben učinek povzroči delovanje ultravijoličnega ali močnejšega sevanja [1].

─ Ali lahko navadna strela predstavlja tudi nevarnost sevanja?

─ Da. Ugotovljeno je bilo, da določena količina navadne strele (koliko je neznano, približno od 0,01% do 1%) ustvarja tokove trdega sevanja. Nenavadno je, da so ti tokovi jasno vidni s satelitov, ker sevanje sodeluje z zrakom - preprosto se absorbira in razprši, razprševanje vodi do zmanjšanja energije fotona. Intenzivnost se zmanjšuje z naraščajočo razdaljo in v razmerah, ko praktično ni absorpcije in razprševanja, preprosto zaradi dejstva, da enako število kvantov pade na večjo površino. Toda pomembnejši učinek je opazen v precej gosti atmosferi - to je sipanje in absorpcija gama in rentgenskega sevanja po zraku. Zato se izkaže, da če je nevihta na višini več kilometrov in, še posebej, višja, potem je lažje videti trdo sevanje s satelita kot s tal.

─ Mihail Leonidovič, povejte nam na koncu, kako se lahko zaščitite, ko naletite na kroglo? Kaj je mogoče in česa ne?

─ Tu veljajo enaka varnostna pravila kot pri naletu na običajno strelo. Mnogi ljudje na primer vedo, da med nevihto ne morete stati pod drevesi - udar strele v drevo lahko privede do izpusta iz debla v osebo, ki stoji poleg njega. Situacija s kroglično strelo je protislovna. Obstajajo različna priporočila, vendar se mi zdi eno od njih nevarno. Splošno priporočilo glede krogelne strele je videti, kot da je glede na nevarnost kroglasta strela velik jezen pes: vam je ni treba dražiti, vendar se morate počasi in počasi umakniti - temeljna stvar. Zakaj počasi? Načeloma je to pravi nasvet, saj lahko nenaden premik povzroči rahel razelektritev, ki bo kroglično strelo približala osebi. Včasih pa obstajajo priporočila, da se sploh ne premaknete! To je čuden nasvet, glede na to, da obstaja več poročil o nevarnosti sevanja kroglične strele, ki ustreza hudi poškodbi, vse do bruhanja med opazovanjem, in to so zelo veliki odmerki sevanja, to je nevarnost smrti.

Če povzamem, želim povedati, da ima kroglična strela svoje posebne težave. Po eni strani ne vemo, kako redko ali pogosto se pojavlja kroglasta strela - to je posledica majhnega polmera zaznavanja, kroglično strelo res redko opazimo. Toda po drugi strani je znano že tisočletja, zadnjih sto let pa je podatkov o kroglastih strelah čedalje več, obstaja veliko zelo zanimivih publikacij, zlasti o nevarnosti krogelne strele. Ena najboljših do zdaj objavljenih knjig je delo Walterja Branda z naslovom "Fireball" v nemščini, 1923. Citirano je do danes. Pred kratkim je ta knjiga izšla v nekoliko dopolnjeni različici v angleščini, v naši knjižnici pa sem prebral njen prevod v ruščino. To delo toplo priporočam vsem, ki jih zanimajo naravni pojavi, kot so kroglične strele.

Priporočena: