Живеем в най-интересните времена - 21 век е, висока технологияподлежат на човешки контрол и се използват навсякъде и в научна работа, и в ежедневието. Проучват се и се набират хора, желаещи да се заселят на Червената планета. Междувременно днес има различни механизми, които все още не са проучени. Такива явления включват кълбовидната мълния, която е от истински интерес за учените по света.
Първият документиран случай на кълбовидна мълния се случи през 1638 г. в Англия, в една от църквите в графство Девън. В резултат на безчинствата на огромното огнено кълбо загинаха 4 души и бяха ранени около 60. Впоследствие периодично се появяваха нови съобщения за подобни явления, но те бяха малко, тъй като очевидците смятаха кълбовидната мълния за илюзия или оптична илюзия.
Първото обобщение на случаите на уникално природно явление е направено от французина Ф. Араго в средата на 19 век, неговата статистика събра около 30 доказателства. Увеличаващият се брой такива срещи позволи да се получат, въз основа на описанията на очевидци, някои характеристики, присъщи на небесния гост.
Кълбовидната мълния е електрически феномен, който се движи във въздуха в непредвидима посока, свети, но не излъчва топлина. По този общи свойствазавършват и започват особеностите, характерни за всеки случай.
Това се обяснява с факта, че природата на кълбовидната мълния не е напълно разбрана, тъй като досега не е било възможно това явление да се изследва в лабораторни условияили пресъздайте модела за изследване. В някои случаи диаметърът на огненото кълбо е бил няколко сантиметра, понякога достигайки половин метър.
Снимките на кълбовидни мълнии очароват с красотата си, но впечатлението е безобидно оптична илюзияизмамно - много очевидци получиха наранявания и изгаряния, някои станаха жертви. Това се случи с физика Ричман, чиято работа върху експерименти по време на гръмотевична буря завърши с трагедия.
В продължение на няколкостотин години кълбовидната мълния е била обект на изследване от много учени, включително Н. Тесла, Г. И. Бабат, Б. Смирнов, И. П. Стаханов и др. Учените излагат различни теории за произхода на кълбовидните мълнии, които са над 200.
Според една версия електромагнитната вълна, образувана между земята и облаците, в определен момент достига критична амплитуда и образува сферичен газов разряд.
Друга версия е, че кълбовидната мълния се състои от плазма с висока плътност и съдържа собствено поле на микровълново излъчване. Някои учени смятат, че феноменът на огнената топка е резултат от облаците, които фокусират космическите лъчи.
Повечето случаи на това явление са регистрирани преди и по време на гръмотевична буря, така че хипотезата за появата на енергийно благоприятна средаза появата на различни плазмени образувания, едно от които е мълния.
Експертите са съгласни, че когато се срещате с небесен гост, трябва да се придържате към определени правила на поведение. Основното нещо е да не правите резки движения, да не бягате и да се опитате да сведете до минимум вибрациите на въздуха.
Всеки знае как да се държи по време на силна гръмотевична буря и почти никой не се страхува от обикновена мълния. Но срещали ли сте някога кълбовидна мълния? Какво е това явление? Колко опасни са те?
Външен вид
Кълбовидната мълния се появява пред нас в в различни форми, но винаги е доста лесно да го разпознаете. Най-често в природата кълбовидната мълния се среща под формата на светеща топка. Но се случва да приемат формата на гъба, круша или капка. Имаше и екзотични кълбовидни мълнии с формата на поничка или палачинка.
Цветовата гама на кълбовидната мълния е поразителна със своето разнообразие: от черно до прозрачно, но ярките, наситени оранжеви, жълти и червени цветове все още са водещи. Освен това понякога е трудно да се отгатне цветът на кълбовидната мълния, защото тя го променя като хамелеон.
Размерите им също могат да бъдат напълно различни - от няколко сантиметра до няколко метра. Но най-често можете да видите плазмени топки с диаметър около 20 см.
Учените казват, че температурата може да бъде от 100 до 1000 градуса. Загадката на феномена е, че намирайки се близо до мълнията на една ръка разстояние, хората не са усетили топлина, излъчвана от мълнията, въпреки че логично е трябвало да получат изгаряния.
Поведение
Поведението на кълбовидната мълния не се поддава на никаква научна обосновка. Те необяснимо се просмукват през гнездата в къщите, проправят си път през най-малките пукнатини, като същевременно променят формата си в зависимост от размера на пукнатината. Невъзможно е да се предвиди пътя на кълбовидната мълния.
Те могат спокойно да висят на едно място на няколко метра от земята или да се втурнат някъде със скорост от 10 m / s. Когато са близо до животно или човек, те могат любопитно да кръжат наоколо и да не причиняват никаква вреда, или могат да нападнат и да изгорят до смърт.
Друг интересен факт– телата на хора, убити от кълбовидна мълния, не се разлагат много дълго време и по тях не се откриват следи. Някои учени смятат, че мълнията спира времето в тялото.
Научни и псевдонаучни обосновки
В науката има огромен брой хипотези за произхода и активността на кълбовидната мълния. В лабораториите е възможно да се създават обекти, подобни на тях - плазмоиди. Но все още никой не е успял да даде логично обяснение на този феномен.
Преди това се смяташе, че предпоставките за появата на кълбовидна мълния са дъждовното време и наличието на обикновена линейна мълния. Някои учени обясняват появата на мълния с факта, че по време на гръмотевична буря възникват късовълнови електромагнитни колебания между облаците и повърхността на земята. Въпреки това, когато кълбовидната мълния започна да се появява дори при слънчево и сухо време, това предположение беше разсеяно.
Интерес представлява теорията, разработена от новозеландски учени. Те проведоха експеримент и установиха, че когато обикновена мълния удари почва, която съдържа силикати и органичен въглерод, се оформя в топка от силициеви влакна и силициев карбид. Когато тези влакна се окисляват, топката започва да свети и да се нагрява. Но досега тази теория не е намерила своето окончателно потвърждение.
Липсата на научна обосновка за появата на кълбовидната мълния дава тласък на развитието на псевдонаучни теории.
И така, има невероятно разнообразие от измислици и предположения за кълбовидната мълния. Някои ги смятат за специални устройства, предназначени да наблюдават живота на Земята. Някои хора твърдят, че мълнията е извънземно същество.
Съвети: какво да правите, когато срещнете кълбовидна мълния.
1. Основното правило: когато откриете кълбовидна мълния, не правете резки движения. Въздушният поток може да го повлече със себе си, така че не бягайте! Все още можете да избягате от кълбовидната мълния с кола, но не и сами.
2. Не обръщайте гръб на мълнията, опитайте се да се измъкнете от пътя й и да стоите възможно най-далече от нея.
3. Докато сте в апартамента, отворете прозореца. По правило ще излети.
4. Не можете да хвърляте нищо по кълбовидната мълния, тя може да избухне като бомба и тогава изгарянията са неизбежни.
5. Ако мълния удари човек, който впоследствие губи съзнание, е необходимо да го извадите на въздух, да го увиете с одеяло и незабавно да му направите изкуствено дишане преди пристигането на линейката.
Запомнете това в вскидневенвиеВсе още не са въведени устройства за отстраняване на кълбовидни мълнии, така че бъдете внимателни и спазвайте правилата за безопасност.
Кълбовидна мълнияе светещ сферичен съсирек от електрически ток.Дори и да съществува, а някои учени се съмняват в това, то е много рядко. За триковете на кълбовидната мълния обаче се знае много невероятни истории. Например, през 1936 г. английските вестници говореха за кълбовидна мълния, която първо преряза телефонни кабели близо до една къща, след това излетя през отворен прозорец и се пръсна в буре с вода, стоящо до прозореца. Очевидци твърдят, че водата в бурето е започнала да ври.
Поява на кълбовидна мълния
Редки случаи на кълбовидна мълния изглежда се случват след удар от нормална мълния.Тези светещи кълба варират по размер между размера на слива и футболна топка. Кълбовидната мълния се предлага в червено, оранжево, жълто или ослепително бяло. Когато топката се приближи, се чува заплашително съскане и бръмчене.
Свързани материали:
Защо мълниите са с различни цветове?
Видове кълбовидни мълнии
Въз основа на разкази на очевидци се разграничават два вида кълбовидни мълнии. Първият е червена мълния, спускаща се от облак. Когато такъв небесен дар докосне някакъв предмет на земята, например дърво, той избухва.
Друг вид кълбовидна мълния пътува дълго време земната повърхности свети с ярка бяла светлина. Топката се привлича от добри проводници на електричество и може да докосне всичко - земята, електропровод или човек.
Трудности при изучаването на кълбовидната мълния
Учените знаят малко за кълбовидната мълниязащото са много трудни за изучаване. Първо, трябва да познаете къде ще се появи светкавицата, а това е почти невъзможно. След това трябва да заснемете светещата топка на филм или видеокасета и това е много трудно, защото преди да имате време да натиснете бутона на видеокамерата, светещият феномен вече ще изчезне.
Както често се случва, систематичното изследване на кълбовидната мълния започна с отричането на тяхното съществуване: през началото на XIXвекове, всички разпръснати наблюдения, известни по това време, бяха признати или за мистицизъм, или в най-добрия случай за оптична илюзия.
Но още през 1838 г. преглед, съставен от известния астроном и физик Доминик Франсоа Араго, е публикуван в годишника на Френското бюро за географски дължини.
Впоследствие той става инициатор на експериментите на Физо и Фуко за измерване на скоростта на светлината, както и работата, довела Льо Верие до откриването на Нептун.
Въз основа на известните тогава описания на кълбовидната мълния Араго заключава, че много от тези наблюдения не могат да се считат за илюзия.
През 137-те години, изминали от публикуването на рецензията на Араго, се появиха нови разкази на очевидци и снимки. Създадени са десетки теории, екстравагантни и гениални, които обясняват някои от известните свойства на кълбовидната мълния и такива, които не издържат на елементарна критика.
Фарадей, Келвин, Арениус, съветските физици Я. И. Френкел и П. Л. Капица, много известни химици и накрая специалисти от Америка Национална комисияАстронавтиката и аеронавтиката на НАСА се опитаха да изследват и обяснят този интересен и страхотен феномен. А кълбовидната мълния продължава да остава до голяма степен загадка и до днес.
Вероятно е трудно да се намери феномен, за който информацията да е толкова противоречива. Има две основни причини: това явление е много рядко и много наблюдения се извършват по изключително неквалифициран начин.
Достатъчно е да се каже, че големите метеори и дори птиците са били бъркани с кълбовидни мълнии, прахът от изгнили, светещи в тъмното пънове е полепнал по крилете им. И все пак има около хиляда надеждни наблюдения на кълбовидни мълнии, описани в литературата.
Какви факти учените трябва да свържат с една теория, за да обяснят природата на възникването на кълбовидната мълния? Какви ограничения налагат наблюденията на нашето въображение?
Първото нещо, което трябва да се обясни е: защо кълбовидната мълния се появява често, ако се случва често, или защо се появява рядко, ако се случва рядко?
Нека читателят не се изненадва от тази странна фраза - честотата на появата на кълбовидната мълния все още е спорен въпрос.
И също така трябва да обясним защо кълбовидната мълния (не се нарича така напразно) всъщност има форма, която обикновено е близка до топка.
И за да докажем, че като цяло е свързано с мълния - трябва да се каже, че не всички теории свързват появата на това явление с гръмотевични бури - и не без причина: понякога се случва в безоблачно време, както и други явления на гръмотевична буря, за например светлини Свети Елмо.
Тук е уместно да си припомним описанието на среща с кълбовидна мълния, дадено от забележителния природолюбител и учен Владимир Клавдиевич Арсеньев, известен изследовател на далекоизточната тайга. Тази среща се състоя в планините Сихоте-Алин в ясна лунна нощ. Въпреки че много от параметрите на наблюдаваните от Арсеньев светкавици са типични, такива случаи са редки: кълбовидната мълния обикновено се появява по време на гръмотевична буря.
През 1966 г. НАСА разпространи въпросник на две хиляди души, първата част от който задаваше два въпроса: „Виждали ли сте кълбовидна мълния?“ и „Видяхте ли линейна мълния в непосредствена близост до вас?“
Отговорите позволиха да се сравни честотата на наблюдение на кълбовидна мълния с честотата на наблюдение на обикновена мълния. Резултатът беше зашеметяващ: 409 от 2 хиляди души видяха линейна мълния от близко разстояние и два пъти по-малко видяха кълбовидна мълния. Имаше дори късметлия, който срещна кълбовидна мълния 8 още веднъжедно косвено доказателство, че това изобщо не е толкова рядко явление, колкото се смята.
Анализът на втората част на въпросника потвърди много известни факти: кълбовидната мълния има среден диаметър около 20 cm; не свети много ярко; цветът е най-често червен, оранжев, бял.
Интересно е, че дори наблюдателите, които са видели близка кълбовидна мълния, често не усещат нейното топлинно излъчване, въпреки че тя изгаря при директен контакт.
Такава мълния съществува от няколко секунди до минута; може да проникне в помещенията през малки дупки, след което възстановява формата си. Много наблюдатели съобщават, че той изхвърля някои искри и се върти.
Обикновено се рее на малко разстояние от земята, въпреки че е наблюдавано и в облаците. Понякога кълбовидната мълния тихо изчезва, но понякога експлодира, причинявайки забележими разрушения.
Вече изброените свойства са достатъчни, за да объркат изследователя.
Какво вещество трябва да се състои например от кълбовидна мълния, ако тя не лети бързо нагоре, като балонБратя Монголфие, пълен с дим, макар и нагрят до поне няколкостотин градуса?
Не всичко е ясно и за температурата: съдейки по цвета на сиянието, температурата на светкавицата е не по-ниска от 8000°K.
Един от наблюдателите, химик по професия, запознат с плазмата, оцени тази температура на 13 000-16 000°K! Но фотометрията на следата от мълния, оставена върху фотографския филм, показа, че радиацията излиза не само от повърхността му, но и от целия обем.
Много наблюдатели също съобщават, че мълнията е полупрозрачна и очертанията на обектите могат да се видят през нея. Това означава, че температурата му е много по-ниска - не повече от 5000 градуса, тъй като при по-голямо нагряване слой газ с дебелина няколко сантиметра е напълно непрозрачен и излъчва като напълно черно тяло.
Фактът, че кълбовидната мълния е доста „студена“, се доказва и от относително слабия топлинен ефект, който произвежда.
Кълбовидната мълния носи много енергия. В литературата обаче често има умишлено завишени оценки, но дори скромната реалистична цифра - 105 джаула - за мълния с диаметър 20 см е много впечатляваща. Ако такава енергия се изразходва само за светлинно излъчване, тя може да свети много часове.
Когато избухне кълбовидна мълния, може да се развие мощност от милион киловата, тъй като тази експлозия се случва много бързо. Наистина, хората могат да създават дори по-мощни експлозии, но ако се сравняват със „спокойните“ източници на енергия, сравнението няма да е в тяхна полза.
По-специално, енергийният капацитет (енергия на единица маса) на мълнията е значително по-висок от този на съществуващите химически батерии. Между другото, именно желанието да се научите как да натрупвате относително голяма енергия в малък обем привлече много изследователи към изучаването на кълбовидната мълния. Рано е да се каже доколко тези надежди могат да бъдат оправдани.
Сложността на обяснението на такива противоречиви и разнообразни свойства доведе до факта, че съществуващите възгледи за природата на това явление изглежда са изчерпали всички възможни възможности.
Някои учени смятат, че мълнията постоянно получава енергия отвън. Например, P. L. Kapitsa предположи, че това се случва, когато се абсорбира мощен лъч от дециметрови радиовълни, които могат да бъдат излъчени по време на гръмотевична буря.
В действителност за образуването на йонизиран съсирек, като кълбовидната мълния в тази хипотеза, е необходимо съществуването на стояща вълна от електромагнитно излъчване с много висока напрегнатост на полето в антинодите.
Необходимите условия могат да бъдат реализирани много рядко, така че, според П. Л. Капица, вероятността да се наблюдава кълбовидна мълния на дадено място (т.е. където се намира специалист наблюдател) е практически нулева.
Понякога се приема, че кълбовидната мълния е светещата част от канал, свързващ облака със земята, през който протича голям ток. Образно казано, по някаква причина му е отредена ролята на единствения видим участък от невидима линейна мълния. Тази хипотеза е изразена за първи път от американците М. Юман и О. Финкелщайн, а по-късно се появяват няколко модификации на разработената от тях теория.
Общата трудност на всички тези теории е, че те допускат съществуването на енергийни потоци с изключително висока плътност за дълго време и именно поради това те осъждат кълбовидната мълния като изключително малко вероятно явление.
Освен това в теорията на Юман и Финкелщайн е трудно да се обясни формата на мълнията и нейните наблюдавани размери - диаметърът на канала на мълнията обикновено е около 3-5 см, а кълбовидната мълния може да бъде открита до метър в диаметър.
Има доста хипотези, които предполагат, че самата кълбовидна мълния е източник на енергия. Измислени са най-екзотичните механизми за извличане на тази енергия.
Пример за такава екзотика е идеята на Д. Ашби и К. Уайтхед, според която кълбовидната мълния се образува по време на унищожаването на прашинки от антиматерия, които попадат в плътните слоеве на атмосферата от космоса и след това се отнасят от изхвърляне на линейна мълния към земята.
Тази идея може би може да бъде подкрепена теоретично, но, за съжаление, досега не е открита нито една подходяща частица антиматерия.
Най-често различни химически и дори ядрени реакции. Но е трудно да се обясни сферичната форма на мълнията - ако протичат реакции в газообразна среда, тогава дифузията и вятърът ще доведат до отстраняване на „вещество от гръмотевична буря“ (терминът на Араго) от двадесетсантиметрова топка за няколко секунди и деформирайте го още по-рано.
И накрая, няма нито една реакция, която да се случва във въздуха с освобождаването на енергия, необходима за обяснение на кълбовидната мълния.
Тази гледна точка е изразена многократно: кълбовидната мълния акумулира енергията, освободена при удара на линейна мълния. Има и много теории, базирани на това предположение; подробен преглед на тях може да се намери в популярната книга на С. Сингър „Природата на кълбовидната мълния“.
Тези теории, подобно на много други, съдържат трудности и противоречия, които са получили значително внимание както в сериозната, така и в популярната литература.
Клъстерна хипотеза за кълбовидна мълния
Нека сега да поговорим за сравнително новата, така наречената клъстерна хипотеза за кълбовидната мълния, която се разработва в последните годиниедин от авторите на тази статия.
Да започнем с въпроса защо мълнията има формата на топка? IN общ изгледНе е трудно да се отговори на този въпрос - трябва да има сила, способна да държи частиците на "веществото на гръмотевичната буря" заедно.
Защо капка вода е сферична? Повърхностното напрежение му придава тази форма.
Повърхностното напрежение в течност възниква, защото нейните частици - атоми или молекули - взаимодействат силно помежду си, много по-силно, отколкото с молекулите на околния газ.
Следователно, ако частица се окаже близо до границата, тогава върху нея започва да действа сила, стремяща се да върне молекулата в дълбочината на течността.
Средната кинетична енергия на течните частици е приблизително равна на средната енергия на тяхното взаимодействие, поради което течните молекули не се разлитат. В газовете кинетичната енергия на частиците надвишава толкова потенциална енергиявзаимодействие, че частиците се оказват практически свободни и не е нужно да говорим за повърхностно напрежение.
Но кълбовидната мълния е газоподобно тяло и въпреки това „веществото на гръмотевичната буря“ има повърхностно напрежение - оттам и сферичната форма, която най-често има. Единственото вещество, което може да има такива свойства, е плазмата, йонизиран газ.
Плазмата се състои от положителни и отрицателни йони и свободни електрони, тоест електрически заредени частици. Енергията на взаимодействие между тях е много по-голяма, отколкото между атомите на неутрален газ и съответно повърхностното напрежение е по-голямо.
Въпреки това, с относително ниски температури- да речем, при 1000 градуса Келвин - и при нормално атмосферно наляганекълбовидната мълния от плазмата може да съществува само за хилядни от секундата, тъй като йоните бързо се рекомбинират, тоест се превръщат в неутрални атоми и молекули.
Това противоречи на наблюденията – кълбовидната мълния живее по-дълго. При високи температури- 10-15 хиляди градуса - кинетичната енергия на частиците става твърде голяма и кълбовидната мълния трябва просто да се разпадне. Следователно изследователите трябва да използват мощни агенти, за да „удължат живота“ на кълбовидната мълния, като я поддържат поне няколко десетки секунди.
По-специално, П. Л. Капица въвежда в своя модел мощна електромагнитна вълна, способна постоянно да генерира нова нискотемпературна плазма. Други изследователи, които предполагат, че светкавичната плазма е по-гореща, трябваше да разберат как да държат топка от тази плазма, тоест да решат проблем, който все още не е решен, въпреки че е много важен за много области на физиката и технологиите.
Но какво ще стане, ако поемем по различен път - въведем в модела механизъм, който забавя рекомбинацията на йони? Нека се опитаме да използваме вода за тази цел. Водата е полярен разтворител. Молекулата му може грубо да се разглежда като пръчка, чийто един край е положително зареден, а другият отрицателно.
ДА СЕ положителни йониводата се прикрепя в отрицателния край, а към отрицателните краища в положителния край, образувайки защитен слой - солватна обвивка. Може драматично да забави рекомбинацията. Йонът заедно с неговата солватна обвивка се нарича клъстер.
Така че най-накрая стигаме до основните идеи на теорията на клъстерите: когато линейната мълния се разреди, настъпва почти пълна йонизация на молекулите, които изграждат въздуха, включително водните молекули.
Получените йони започват бързо да се рекомбинират; този етап отнема хилядни от секундата. В даден момент има повече неутрални водни молекули от останалите йони и започва процесът на образуване на клъстери.
Той също продължава, очевидно, част от секундата и завършва с образуването на „вещество на гръмотевична буря“ - подобно по свойства на плазмата и състоящо се от йонизирани молекули въздух и вода, заобиколени от солватационни черупки.
Вярно, засега всичко това е само идея и трябва да видим дали може да обясни многобройните известни свойства на кълбовидната мълния. Нека си спомним добре познатата поговорка, че за заешка яхния трябва най-малко заек и да си зададем въпроса: могат ли да се образуват клъстери във въздуха? Отговорът е утешителен: да, могат.
Доказателството за това буквално падна (бе донесено) от небето. В края на 60-те години с помощта на геофизични ракети е извършено подробно изследване на най-долния слой на йоносферата - слой D, разположен на надморска височина около 70 км. Оказа се, че въпреки факта, че на такава височина има изключително малко вода, всички йони в слоя D са заобиколени от солватни обвивки, състоящи се от няколко водни молекули.
Теорията на клъстерите предполага, че температурата на кълбовидната мълния е под 1000°K, така че няма силно топлинно излъчване от нея. При тази температура електроните лесно се „прилепват“ към атомите, образувайки отрицателни йони, а всички свойства на „мълниеносното вещество“ се определят от клъстери.
В този случай плътността на мълниеносното вещество се оказва приблизително равна на плътността на въздуха при нормални атмосферни условия, тоест мълнията може да бъде малко по-тежка от въздуха и да пада надолу, може да бъде малко по-лека от въздуха и да се издига, и , накрая, може да бъде в суспензия, ако плътността на „мълниеносното вещество“ и въздуха са равни.
Всички тези случаи са наблюдавани в природата. Между другото, фактът, че мълнията се спуска, не означава, че тя ще падне на земята - като затопли въздуха под нея, тя може да създаде въздушна възглавница, която да я държи окачена. Очевидно това е причината реенето да е най-често срещаният тип движение на кълбовидната мълния.
Клъстерите взаимодействат помежду си много по-силно от неутралните газови атоми. Оценките показват, че полученото повърхностно напрежение е напълно достатъчно, за да придаде на светкавицата сферична форма.
Допустимото отклонение на плътността намалява бързо с увеличаване на радиуса на светкавицата. Тъй като вероятността за точно съвпадение на плътността на въздуха и веществото на мълнията е малка, големите светкавици - повече от метър в диаметър - са изключително редки, докато малките трябва да се появяват по-често.
Но мълния, по-малка от три сантиметра, също практически не се наблюдава. Защо? За да отговорите на този въпрос, е необходимо да разгледате енергийния баланс на кълбовидната мълния, да разберете къде се съхранява енергията в нея, колко е и за какво се изразходва. Енергията на кълбовидната мълния естествено се съдържа в клъстери. Когато отрицателните и положителните клъстери се рекомбинират, се освобождава енергия от 2 до 10 електронволта.
Обикновено плазмата губи доста енергия под формата на електромагнитно излъчване - появата й се дължи на факта, че леките електрони, движещи се в йонното поле, придобиват много високи ускорения.
Веществото на мълнията се състои от тежки частици, не е толкова лесно да ги ускорите, поради което електромагнитното поле се излъчва слабо и по-голямата част от енергията се отнема от мълнията чрез топлинния поток от нейната повърхност.
Топлинният поток е пропорционален на повърхността на кълбовидната мълния, а енергийният резерв е пропорционален на обема. Следователно малките мълнии бързо губят сравнително малките си запаси от енергия и въпреки че се появяват много по-често от големите, те са по-трудни за забелязване: те живеят твърде кратко.
Така мълния с диаметър 1 см изстива за 0,25 секунди, а с диаметър 20 см - за 100 секунди. Тази последна цифра приблизително съвпада с максималния наблюдаван живот на кълбовидната мълния, но значително надвишава нейния среден живот от няколко секунди.
Най-реалистичният механизъм за „умиране“ на голяма мълния е свързан със загубата на стабилност на нейната граница. Когато двойка клъстери се рекомбинират, се образуват дузина светлинни частици, което при една и съща температура води до намаляване на плътността на „веществото на гръмотевичната буря“ и нарушаване на условията за съществуване на мълния много преди нейната енергия да бъде изчерпана.
Повърхностната нестабилност започва да се развива, мълнията изхвърля парчета от веществото си и сякаш скача от една страна на друга. Изхвърлените парчета изстиват почти мигновено като малки мълнии, а смачканата голяма мълния прекратява съществуването си.
Но е възможен и друг механизъм на разпадането му. Ако по някаква причина разсейването на топлината се влоши, мълнията ще започне да се нагрява. В същото време броят на клъстерите с малък брой водни молекули в обвивката ще се увеличи, те ще се рекомбинират по-бързо и допълнително увеличениетемпература. Резултатът е експлозия.
Защо кълбовидната мълния свети?
Какви факти учените трябва да свържат с една теория, за да обяснят природата на кълбовидната мълния?
Когато клъстерите се рекомбинират, освободената топлина бързо се разпределя между по-хладните молекули.
Но в даден момент температурата на „обема“ в близост до рекомбинираните частици може да надвиши средната температура на мълниеносното вещество повече от 10 пъти.
Този „обем“ свети като газ, нагрят до 10 000-15 000 градуса. Има сравнително малко такива „горещи точки“, така че веществото на кълбовидната мълния остава полупрозрачно.
Ясно е, че от гледна точка на теорията на клъстерите кълбовидната мълния може да се появява често. За образуването на мълния с диаметър 20 см са необходими само няколко грама вода, а по време на гръмотевична буря обикновено има много. Водата най-често се пръска във въздуха, но в крайни случаи кълбовидната мълния може да я „намери“ на повърхността на земята.
Между другото, тъй като електроните са много подвижни, когато се образува мълния, някои от тях могат да бъдат „загубени“; кълбовидната мълния като цяло ще бъде заредена (положително) и нейното движение ще се определя от разпределението на електрическото поле.
Остатъчен електрически зарядни позволява да обясним такива интересни свойствакълбовидната мълния, подобно на способността й да се движи срещу вятъра, да бъде привлечена от предмети и да виси над високи места.
Цветът на кълбовидната мълния се определя не само от енергията на солватните черупки и температурата на горещите „обеми“, но и химичен съставнеговите вещества. Известно е, че ако, когато удари линейна мълния медни проводнициАко се появи кълбовидна мълния, тя често е оцветена в синьо или зелено - обичайните "цветове" на медните йони.
Напълно възможно е възбудените метални атоми също да образуват клъстери. Появата на такива „метални“ клъстери може да обясни някои експерименти с електрически разряди, които доведоха до появата на светещи топки, подобни на кълбовидна мълния.
От казаното може да остане впечатлението, че благодарение на теорията на клъстерите проблемът с кълбовидната мълния най-после е получил своето окончателно решение. Но не е така.
Въпреки факта, че зад теорията на клъстерите има изчисления, хидродинамични изчисления на стабилност, с негова помощ очевидно е било възможно да се разберат много от свойствата на кълбовидната мълния, би било грешка да се каже, че мистерията на кълбовидната мълния вече не съществува .
Има само един щрих, един детайл, който го доказва. В своя разказ В. К. Арсеньев споменава тънка опашка, която се простира от кълбовидна мълния. Засега не можем да обясним причината за възникването му, нито дори какво представлява...
Както вече споменахме, в литературата са описани около хиляда надеждни наблюдения на кълбовидна мълния. Това разбира се не е много. Очевидно е, че всяко ново наблюдение, когато се анализира внимателно, ни позволява да получим интересна информацияза свойствата на кълбовидната мълния, помага при тестването на валидността на определена теория.
Ето защо е много важно възможно най-много наблюдения да станат достъпни за изследователите и самите наблюдатели да участват активно в изследването на кълбовидната мълния. Именно към това е насочен експериментът Ball Lightning, за който ще стане дума по-нататък.
