СУЩЕСТВУЕТ ЛИ ШАРОВАЯ МОЛНИЯ?

За долгую историю изучения шаровой молнии самыми частыми вопросами были не вопросы о том, как образуется этот шар или каковы его свойства, хотя проблемы эти достаточно сложны. Но чаще всего ставился вопрос: “А существует ли шаровая молния в действительности?” Этот постоянный скептицизм в значительной степени объясняется трудностями, возникающими при попытках экспериментального изучения шаровой молнии посредством существующих методов, а также отсутствием теории, которая дала бы достаточно полное или хотя бы удовлетворительное объяснение этого явления.

Те, кто отрицает существование шаровой молнии, объясняют сообщения о ней оптическими иллюзиями или ошибочным отождествлением с ней других естественных светящихся тел. Часто случаи возможного появления шаровой молнии приписываются метеорам. В некоторых случаях явления, описанные в литературе как шаровые молнии, по-видимому, действительно были метеорами. Однако следы метеоров почти неизменно наблюдаются как прямые линии, тогда как характерный для шаровой молнии путь, напротив, чаще всего искривлен. Далее, шаровая молния появляется, за очень редкими исключениями, во время гроз, метеоры же наблюдались в подобных условиях лишь случайно. Обычный разряд молнии, направление канала которого совпадает с лучом зрения наблюдателя, может показаться шаром. В результате может возникнуть оптическая иллюзия - ослепительный свет вспышки сохраняется в глазу как изображение, даже когда наблюдатель меняет направление луча зрения. Именно поэтому высказывались предположения, что ложное изображение шара кажется перемещающимся по сложной траектории.

В первом подробном обсуждении проблемы шаровой молнии Араго (Доминик Франсуа Жан Араго - французский физик и астроном, опубликовавший первую в мировой научной литературе обстоятельную работу о шаровой молнии, обобщив собранные им 30 наблюдений очевидцев, чем положил начало исследованию этого природного явления) коснулся этого вопроса. В дополнение к ряду, по-видимому, надежных наблюдений он отметил, что у наблюдателя, видящего опускание шара под некоторым углом со стороны, оптическая иллюзия, подобная описанной выше, возникнуть не может. Доводы Араго, видимо, показались достаточно убедительными Фарадею: отвергая теории, согласно которым шаровая молния представляет собой электрический разряд, он подчеркнул, что отнюдь не отрицает существования этих сфер.

Через 50 лет после выхода в свет обзора проблемы шаровой молнии, сделанного Араго, вновь было высказано предположение о длительном сохранении образа обычной молнии, двигавшейся прямо на наблюдателя, и лорд Кельвин в 1888 г. на заседании Британской ассоциации развития науки утверждал, что шаровая молния - это оптическая иллюзия, порождаемая ярким светом. Тот факт, что во многих сообщениях назывались одни и те же размеры шаровой молнии, был приписан тому, что иллюзия эта связана со слепым пятном в глазу.

Дискуссия между сторонниками и противниками этих точек зрения произошла на заседании Французской академии наук в 1890 г. Темой одного из докладов, представленных в Академию, были многочисленные светящиеся сферы, появившиеся в торнадо и напоминающие шаровые молнии. Эти светящиеся сферы влетали в дома через дымоходы, пробивали круглые дыры в окнах и вообще проявляли весьма необычные свойства, приписываемые шаровой молнии. После доклада один из членов Академии заметил, что к удивительным свойствам шаровой молнии, о которых шла речь, следует отнестись критически, поскольку наблюдатели, по-видимому, стали жертвами оптических иллюзий. Во вспыхнувшей бурной дискуссии наблюдения, сделанные необразованными крестьянами, были объявлены не заслуживающими внимания, после чего присутствовавший на заседании бывший император Бразилии - иностранный член Академии - заявил, что он тоже видел шаровую молнию.

Многие сообщения о естественных светящихся сферах объясняли тем, что наблюдатели ошибочно принимали за шаровую молнию огни св. Эльма. Огни св. Эльма - это сравнительно часто наблюдаемые светящиеся области, образуемые коронным разрядом на конце заземленного предмета, скажем столба. Они возникают, когда напряженность атмосферного электрического поля значительно возрастает, например, во время грозы. При особенно сильных полях, которые часто бывают близ горных вершин, эта форма разряда может наблюдаться на любом предмете, возвышающемся над землей, и даже на руках и головах людей. Однако если считать движущиеся сферы огнями св. Эльма, то надо предположить, что электрическое поле непрерывно перемещается от одного предмета, играющего роль разрядного электрода, к другому аналогичному предмету. Сообщение о том, что такой шар двигался над рядом елей, пытались объяснить тем, что над этими деревьями проходила туча со связанным с ней полем. Сторонники этой теории считали огнями св. Эльма и все другие светящиеся шары, отделявшиеся от первоначального места прикрепления и летавшие по воздуху. Поскольку коронный разряд обязательно требует наличия электрода, отделение подобных шаров от заземленного острия указывает, что речь идет о каком-то другом явлении, возможно, о другой форме разряда. Существует несколько сообщений об огненных шарах, которые вначале находились на остриях, играющих роль электродов, а затем свободно передвигались описанным выше способом.

В природе наблюдались и другие светящиеся объекты, которые иногда принимали за шаровую молнию. Например, козодой - ночная насекомоядная птица, к перьям которой порой прилипают светящиеся гнилушки от дупла, в котором она гнездится, летает зигзагами над землей, заглатывая насекомых; с некоторого расстояния его можно принять за шаровую молнию.

Тот факт, что в каждом конкретном случае шаровая молния может оказаться чем-то иным, является весьма веским доводом против ее существования. Крупный исследователь токов высоких напряжений однажды заметил, что, в течение многих лет занимаясь наблюдениями гроз и их панорамным фотографированием, он ни разу не видел шаровой молнии. Кроме того, беседуя с предполагаемыми очевидцами шаровой молнии, этот исследователь всегда убеждался, что их наблюдения могут иметь иное и вполне обоснованное толкование. Постоянное возрождение таких доводов подчеркивает важность подробных и надежных наблюдений шаровой молнии.

Чаще всего наблюдения, на которые опираются знания о шаровой молнии, подвергались сомнению потому, что эти таинственные шары видели только люди, не имевшие никакой научной подготовки. Это мнение оказалось на деле совершенно неверным. Появление шаровой молнии наблюдал с расстояния всего в нескольких десятках метров ученый, сотрудник одной немецкой лаборатории, изучающей атмосферное электричество; молнию наблюдал также работник токийской Центральной метеорологической обсерватории. Очевидцами шаровой молнии были также метеоролог, физики, химик, палеонтолог, директор метеорологической обсерватории и несколько геологов. Среди ученых разных специальностей чаще видели шаровые молнии и сообщали о них астрономы.

В очень редких случаях при появлении шаровой молнии очевидцу удавалось получить снимки. Этим фотографиям, как и другим сведениям, касающимся шаровой молнии, часто уделялось недостаточное внимание.

Собранные сведения убедили большинство метеорологов в необоснованности их скептицизма. С другой стороны, нет сомнений в том, что многие ученые, работающие в других областях, придерживаются негативной точки зрения, как из-за интуитивного скептицизма, так и из-за недоступности данных о шаровой молнии.

Каждый день человек сталкивается с необычными явлениями природы. Некоторые - опасны. Другие - красивы так, что захватывает дух. Случаются и редкие, но оттого лишь более любопытные, явления, такие как шаровая молния или северное сияние. Их притягательная сила породила массу мифов и легенд. Как на самом деле образуются эти чудеса, "РГ" попыталась разобраться с помощью науки.

Молния из розетки

Даже простые (линейные) молнии - не до конца изученное явление, шаровые же - истинная загадка даже при нынешнем уровне развития науки.

Мифы и легенды древности представляли в самых разных обличьях, но чаще всего - в виде монстров с огненными глазами. Первые документальные свидетельства об этом явлении восходят еще к временам Римской империи. А в русских архивах оно впервые упоминается в 1663 году: в один из монастырей пришел "донос от попа Иванище" из села Новые Ерги, в котором сообщалось, что "...огнь на землю падал по многим дворам, и на путях, и по хоромам, аки кудели горя, и люди от него бегали, а он каташеся за ними, а никого не ожег, а потом поднялся вверх во облака".

Многочисленные очевидцы обычно так описывают шаровую молнию: яркий светящийся шар, несвязанный с каким-либо источником электроэнергии, перемещается как горизонтально, так и хаотично. В редких случаях молния "прилипает", например, к проводам и движется вдоль них. Нередко шар попадает в закрытое помещение через щель, меньше своего диаметра. Исчезает молния так же странно, как и появляется - может взорваться, а может просто погаснуть. Еще одна загадка ее в том, что представляя собой нагретый газ, молния не смешивается с окружающей атмосферой, а имеет довольно четкую границу "шара".

Молния живет примерно 10 секунд. При движении она часто издает негромкое потрескивание или шипение. А самыми распространенными ее цветами являются красный, оранжевый, желтый, белый и голубой. "Вообще цвет шаровой молнии не является ее характерным признаком и, в частности, ничего не говорит о ее температуре, а также и о составе. Вероятнее всего, он определяется наличием тех или иных примесей", - поясняет в своей книге, посвященной природе шаровых молний, доктор физико-математических наук Игорь Стаханов.

Световой поток от шаровой молнии в среднем сравним с тем, который испускает электрическая лампа.

Удивительным в шаровой молнии является то, что она почти совсем не излучает тепло. По мнению экспертов, людей вводит в заблуждение интенсивное свечение: человек видит "раскаленный" шар и чувствует тепло, которого на самом деле нет. Часто шаровая молния проходит на расстоянии 10-20 сантиметров от незащищенных одеждой частей тела, например от лица, не вызывая никаких последствий. Однако при прямом контакте с объектом повреждения все-таки возможны: случалось, шар вылетал в окно и прожигал при этом занавеску или оплавлял металлические предметы. Эти свидетельства, уверяют ученые, говорят лишь о возможности выделения значительной энергии, но отнюдь не о высокой температуре вещества самой молнии.

Изучение этого загадочного явления осложняется тем, что получить молнию в лабораторных условиях практически невозможно, хотя попытки предпринимались еще со времен Николы Теслы. По словам исследователей, в своей работе они зачастую могут опираться лишь на показания очевидцев, которых, кстати, немало. Только в России живут десятки тысяч человек, наблюдавших шаровую молнию воочию. При этом лишь небольшая часть свидетелей может рассказать о ее зарождении.

Иногда утверждают, что светящийся шар возникает в месте ветвления канала линейной молнии. Нередко он появляется из проводников - из телефонного аппарата, из щитка со счетчиками, из розетки (самый частый вариант, который описывают очевидцы) и так далее. Причем, искусственные шары возникают, так же как и естественные: там, где скапливаются значительные заряды, которые не могут нейтрализоваться. Подобный процесс, к примеру, происходит во время короткого замыкания.

"Медленное растекание этих зарядов приводит к коронированию или появлению огней святого Эльма, быстрое - к возникновению шаровой молнии", - поясняет Стаханов.

Итак, согласно исследованиям физиков, "шаровая молния представляет собой проводящую среду с плотностью воздуха, при температуре, близкой к комнатной. Его молекулы метастабильны и выделяют энергию, служащую источником излучаемого тепла и свечения".

Существует еще несколько любопытных теорий возникновения шаровой молнии. Так, ряд исследователей предполагает, что такая молния - это плазмоид, то есть объем, заполненный высокотемпературной плазмой, удерживаемой собственным магнитным полем. То же самое магнитное поле, которое мешает разлету частиц плазмы, может изолировать ее от окружающего воздуха и помешать быстрому рассеянию энергии. Противники этой идеи говорят: проблема шаровой молнии не имеет ничего общего с осуществлением управляемого термоядерного синтеза.

Ученые так же предполагают, что шаровая молния может состоять либо из нейтральных молекул в основном состоянии, либо из молекул, возбужденных на метастабильные уровни. Это - так называемая химическая гипотеза. Так, Борис Смирнов, выдающийся ученый в области атомной физики, предполагает, что энергия молнии заключена в озоне и выделяется при его разложении. Для получения более высоких концентраций озона по теории Смирнова требуется возбуждение кислорода током молнии.

Небесный огонь

Лучи полярного сияния охватывают все небо…. Невероятной красоты переливы никого не оставят равнодушными - даже опытные исследователи не перестают удивляться этому поразительному природному явлению. В Северном полушарии полярное сияние характерно для Канады, Аляски, Норвегии, Финляндии и полярной части Ямало-Ненецкого автономного округа. Можно наблюдать сияние и в Южном полушарии, например в Антарктиде, реже - в средних широтах.

Мифов об этом явлении - великое множество. Так, по легенде жителей тундры, северное сияние - это костер, который зажег орел в помощь дедушке и внуку, которые искали в кромешной тьме раненую на охоте собаку. Сияние освещает путь тем, кто хочет совершить доброе дело. В норвежской мифологии северное сияние - предвестник плохой погоды. А викинги отождествляли этот феномен природы с богом Одином.

Хотя привычнее звучит словосочетание "северное сияние", существует и южное полярное сияние. До недавнего времени считалось, что сияния у Южного и Северного полюсов являются идентичными. Но когда начали наблюдать его из космоса, обнаружилось, что по многим характеристикам - конфигурации, интенсивности, свечению - они различаются.

Источник сияния - солнечный ветер: поток заряженных частиц (по большей части, протонов и нейтронов), который солнце испускает в космос. Солнечные частицы входят в магнитосферу через полярные области Земли и, если заряд энергии достаточен, они проходят в атмосферу, где сталкиваются с атомами газов - так возникает свечение. На высоте примерно двухсот километров атомы кислорода светятся красным, а те, что ниже, - зеленым. Цвета полярного сияния зависят от участвующих в процессе его образования элементов. Так, азот будет светиться красноватыми или синеватыми оттенками.

14 февраля 2011 года на Солнце была зафиксирована сильная вспышка. Активность светила возросла. С международной космической станции было сделано несколько снимков, которые зафиксировали любопытные последствия этих вспышек - полярное сияние на нетипичной высоте 400 километров (при традиционной для свечения высоте 70-80 километров).

Северное сияние - это видимое проявление космической погоды: Солнце спокойно - сияний нет, появляются на Солнце пятна, или языки пламени, - жди на Земле огней. Несмотря на то, что природа этого природного явления достаточно хорошо изучена, человек до сих пор не научился со стопроцентной вероятностью предсказывать его возникновение.

Кстати, полярное сияние не только видно, но и слышно. Северные племена давно подметили, что в период, когда небо расцвечивается огнями, некоторые люди начинают вести себя странно: разговаривают с несуществующими собеседниками или полностью отрешаются от внешнего мира. Ученые объяснили этот феномен низкочастотными электромагнитными волнами, которые порождает северное сияние. Они излучаются в диапазоне 8-13 герц, что сродни бета и альфа ритмам головного мозга. Инфразвук человеческое ухо не воспринимает (шум дуги полярного сияния становится слышен только будучи увеличенным в 2 тысячи раз), но он может оказывать самые непредсказуемые воздействия на мозг и сердечнососудистую систему.

Несмотря на аргументированное объяснение, очевидцы, наблюдавшие полярное сияние, нередко говорят о том, что оно именно звучит - слышно что-то вроде шипения. Самое правдоподобное объяснение этому загадочному феномену, полагают ученые, это - взаимные помехи в мозге. Когда оптический нерв находится рядом со слуховым, между ними могут возникнуть взаимные помехи, и у человека появляется ощущение звука, когда на самом деле его не слышно.

Интересен тот факт, что полярные сияния могут происходить и на других планетах солнечной системы, имеющих атмосферу и магнитное поле: на Венере, Сатурне и Юпитере.

Смертоносная погода

По неизвестным пока причинам раз в три-семь лет пассаты вдруг ослабевают, нарушается баланс, и теплые воды западного бассейна устремляются на восток, создавая одно из самых сильных теплых течений в Мировом океане. На огромной площади на востоке Тихого океана, в тропической и центральной экваториальной частях, происходит резкое повышение температуры поверхностного слоя воды. Это и есть наступление Эль-Ниньо. Засуха и дожди, ураганы, смерчи и снегопады - главные его спутники.

Это метеорологическое явления, по мнению ученых, оказывает влияние практически на каждого жителя Планеты. Ученым понадобилось более сотни лет, чтобы понять истинную силу Эль-Ниньо.

Весной 1998 года на Южную Калифорнию обрушились проливные дожди, которые никак не прекращались. В это же время австралийский Квинсленд страдал от прямо противоположной проблемы - от небывалой засухи. И это - только два примера природных аномалий, охвативших мир в том году. От наводнений и последовавшей за ними холеры страдали Перу и Кения, массовые лесные пожары и густой смог вызвала засуха в Индонезии…. Погода словно вышла из-под контроля, но ученые были уверены: все это - звенья одной цепи. Тогда и было открыто явление, известное рыбакам тысячи лет, но доселе не рассмотренное с научной точки зрения.

Побережье Перу считается одним из самых богатых рыбой регионов. Однако с периодичностью в несколько лет в поверхностных водах возникает теплое течение, после чего характерная для здешних мест морская живность исчезает, начинаются дожди, на засушливых почвах буйно идут в рост травы. Это всегда происходит в одно и то же время года - примерно под Рождество. Поэтому загадочное явление получило название Эль-Ниньо, что в переводе означает "мальчик", а написание с заглавной буквы указывает на младенца Христа.

До 90-х годов XIX века перуанская аномалия не волновала мировые умы. Затем один британский ученый по имени Герберт Уолкер заинтересовался проблемой, существовавшей в самой крупной колонии империи - в Индии: здесь в 1877 году не было муссонных дождей. Голод унес 5 миллионов жизней. Снова трагедия повторилась в 1899 году. Британское правительство поставило перед ученым задачу спрогнозировать сезоны дождей. Уолкер выяснил, что все дело в атмосферном давленим: когда в центральной части Тихого Океана оно растет - в Индонезии и Северной Австралии оно опускается. И наоборот. Таким образом было доказано существование осцилляции (колебания свойств) в атмосферном давлении с периодичностью 3-5 лет.

Это был настоящий прорыв, но современники раскритиковали идею британца. Потребовалось полвека и немного удачи, чтобы открытие получило второе рождение.

В 1957 по программе ООН в Тихом Океане установили несколько бакенов для изменения колебания температуры. Как раз на этот год пришлось крупное Эль-Ниньо. Так, совершенно случайно, были получены уникальные данные об этом явлении. Ученые открыли, что изменения у побережья Перу носят не локальный характер, что в период Эль-Ниньо теплые слои воды из района Индонезии перемещаются по океану и достигают перуанского побережья, и наоборот.

В 1960-х норвежский ученый Якоб Бьеркнис, с 1940-го возглавлявший метеорологический департамент Калифорнийского университета, сотрудничал с комиссий по отлову тунца: изучал периоды активности рыб, их подверженность климатическим изменениям. Исследователь собрал все имеющиеся данные и впервые связал изменения температуры поверхностных вод с изменениями в атмосфере над Тихим Океаном.

В нормальных условиях теплые воды остаются в западной части Тихоокеанского бассейна, а пассаты дуют с востока на запад. Так вокруг Индонезии образуется зона низкого давления - образуются облака и осадки. Но при Эль-Ниньо картина прямо противоположная. Это смещение вызывает наводнение в Перу, засуху в Австралии и ураганы в Калифорнии.

Эль-Ниньо в силах изменить даже ход истории. Ученые нашли этому несколько подтверждений: когда из-за Эль-Ниньо зима в Европе выдалась суровой, голодающие крестьяне начали бунтовать - так началась Французская революция; в 1587-89 годах испанскую армаду победил вовсе не британский флот, а все тот же пресловутый Эль-Ниньо, изменив превалирующие направление ветра, наполнявшего паруса испанцев; даже в гибели "Титаника" обвиняют это погодное явление, создавшее необычно холодные условия на севере Атлантики.

Солнце-иллюзионист

Паргелий - это одна из форм гало, оптического феномена, при котором вокруг источника света образуется светящееся кольцо. Во время паргелия на небе наблюдается одно или несколько дополнительных лже-светил. Считается, что именно это явление наиболее часто принимают за НЛО. Действительно, внешне оно немного напоминает расхожие изображение летающих тарелок. В старину же гало, как и многим другим небесным явлениям, приписывалось мистическое значение знамений, чему известно множество летописных свидетельств из разных точек мира. Так, в "Слове о полку Игореве" рассказывается, что перед наступлением половцев и пленением Игоря "четыре солнца засияли над русской землей", что было воспринято как знак надвигающейся большой беды.

При гало солнце выглядит так, как будто его видно через большую линзу. На самом деле, это, скорее, эффект миллионов линз, в роли которых выступают ледяные кристаллы. Вода, замерзая в верхних слоях атмосферы, образует микроскопические плоские, шестиугольные кристаллы льда. Они постепенно опускаются на землю, при этом по большей части они ориентированы параллельно ее поверхности. Взгляд проходит через эту самую плоскость образованную кристаллами, преломляющими солнечный свет. При стечении благоприятных обстоятельств можно наблюдать ложные солнца: светило - в центре, и пара хорошо видных его двойников - по краям. Иногда при этом появляется светлый, слегка окрашенный в радужные тона круг, опоясывающий солнце.

Кстати, облака - не обязательное условие для появления гало. Его можно наблюдать и в чистом небе, если при этом высоко в атмосфере плавает много отдельных ледяных кристалликов. Так случается в морозные зимние дни при ясной погоде.

Вокруг солнца может появиться светлый горизонтальный круг, опоясывающий небо параллельно горизонту. "Специальные опыты, которые неоднократно проводили ученые, показывают: этот круг - результат отражения солнечных лучей от боковых граней шестигранных кристалликов льда, плавающих в воздухе в вертикальном положении. Лучи солнца падают на такие кристаллики, отражаются от них, как от зеркала. А поскольку это зеркало особенное, оно составлено из бесчисленной массы ледяных частиц и к тому же оказывается на какое-то время как бы лежащим в плоскости горизонта, то и отражение солнечного диска человек видит в той же плоскости. Получается два солнца: одно настоящее, а рядом с ним, но в другой плоскости - его двойник в виде большого светлого круга", - так объясняют феномен исследователи.

Гало может быть видно в форме столба. За этот эффект надо благодарить кристаллы льда, имеющие форму пластины. Их нижние грани отражают свет скрывшегося уже за горизонтом солнца, и вместо него видно некоторое время уходящую в небо от горизонта светящуюся дорожку - искаженное до неузнаваемости изображение солнечного диска. Проще говоря - это та же "лунная дорожка", которую можно наблюдать на морской глади, только в небе и порожденная солнцем.

Гало может быть и радужным. Такой круг возникает, когда в атмосфере - много шестигранных ледяных кристалликов, не отражающих, а преломляющих солнечные лучи как стеклянная призма. Большинство лучей рассеивается, но какая-то их часть, пройдя сквозь находящиеся в воздухе призмы и преломившись, доходит до нас, и мы видим радужный круг вокруг солнца. Радужный потому, что проходя через призму, белый световой луч разлагается на свои цвета спектра.

Любопытно, что гало часто наблюдаются в передней части циклонов (в перисто-слоистых облаках на высоте 5-10 километров их теплого фронта) что, следовательно, может служить признаком их приближения.

Солнце вообще богато на загадочные и красивые "поступки". К примеру, зеленый луч - редчайшее оптическое явление - представляет собой вспышку зеленого цвета, которая появляется во время исчезновения солнца за горизонтом (как правило, морским) или же появления его из-за горизонта. Обычно длится это всего несколько секунд. Чтобы увидеть зеленый луч, необходимо соблюдение трех условий: чистый воздух, открытый горизонт (на море без волнений или в степи) и сторона горизонта, где происходит восход или заход солнца, свободная от облаков.

Куда уходят камни

К востоку от хребта Сьерра-Невада в Калифорнии, на высохшем озере Рейстрэк-Плайя, раскинулся национальный парк Долина Смерти, обладатель титула самого сухого и горячего места в западном полушарии. Неоднозначным названием здешние места обязаны переселенцам, которые пересекали пустынную территорию в 1849 году, стремясь кратчайшим путем добраться до золотых приисков. Некоторые остались в долине навсегда…. Именно в этом зловещем месте был обнаружен редчайший геологический феномен - скользящие или ползущие камни.

Булыжники массой до тридцати килограммов непостижимым образом медленно двигаются по глинистому дну озера, что подтверждают дорожки, остающиеся за ними и имеющие протяженность до 250 метров. При этом каменные скитальцы ползут в разных направлениях, с разной скоростью и даже могут вернуться обратно к месту отправления. Следы, не шире 30 сантиметров и глубиной меньше 2,5 сантиметров, которые они оставляют, могут формироваться годами. Движение камней ни разу не удалось запечатлеть на камеру, но в существовании этого явления сомневаться не приходится.

Предсказуемо, что раньше феномен "объяснялся" влиянием неких сверхъестественных сил. Но в начале XX века к исследованию природы чуда приступили ученые. Сначала предполагалось, что движущей силой камней являются магнитные поля Земли. Сам механизм ученым толком объяснить не удалось. Как показала жизнь, теория была несостоятельной, хотя для своего времени она укладывалась в картину мира: электромагнитный подход к изучению тех или иных явлений тогда главенствовал в научных кругах.

Первые монументальные работы с описанием траекторий камней появились в конце 1940-1950-х, но еще годы и годы понадобились исследователям, чтобы приблизиться к разгадке феномена. Самой популярной была теория, утверждавшая, что менять местоположение камням помогает ветер. Глинистое дно Рейстрэк-Плайя - место "прогулки" - покрыто сетью трещин и почти все время остается сухим, растительность здесь крайне скудная. Иногда все же почва здесь увлажняется за счет редких осадков, сила трения уменьшается, и сильные порывы ветра сдвигают камни с "насиженных мест".

У теории появилась масса противников, но наиболее аргументированное опровержение ей нашли лишь в 1970-х американские ученые Роберт Шарп и Дуайт Кэри. За годы изучения этой пустынной местности и наблюдения за камнями они пришли к выводу, что одного ветра тут недостаточно и предположили (и даже доказали опытным путем), что ветер толкал не столько сами камни, сколько куски льда, которые образуются на них, увеличивают площадь контакта с атмосферой и заодно облегчают скольжение.

В 1993 году профессор из университета Сан-Хосе Пола Мессина для изучения движения камней использовала возможности системы GPS. Она изучила изменение координат 162 валунов и выяснила, что на их движение влияет то, в какой части Рейстрэк-Плайя они находятся. Согласно созданной модели, ветер над озером после бури разделяется на два потока, что связано с особенностями геометрии гор, окружающих Рейстрэк-Плайя. Камни, локализующиеся по краям озера, перемещаются в разных, практически перпендикулярных, направлениях. А в центре ветры сталкиваются и закручиваются в своего рода торнадо, заставляя также вращаться и камни.

Правда, пока не существует внятного объяснения того любопытного факта, что одни камни по пустыне ползают, а другие - нет. Если на все булыжники в равной мере влияют вихри ветра, почему не все они двигаются? Это еще предстоит выяснить.

Мы живем в интереснейшее время - на дворе XXI век, высокие технологии подвластны человеку и используются повсюду и в научной работе, и в быту. Исследуется и производится набор желающих поселиться на Красной планете. Между тем сегодня существуют различные механизм которых по-прежнему не изучен. К таким явлениям относится молния шаровая, представляющая неподдельный интерес для ученых всего мира.

Первый документально подтвержденный случай появления шаровой молнии имел место в 1638 г. в Англии, в одной из церквей графства Девон. В результате бесчинств огромного огненного шара погибли 4 человека, ранения получили около 60. Впоследствии периодически появлялись новые сообщения о подобных явлениях, но их было немного, поскольку очевидцы считали шаровую молнию иллюзией или обманом зрения.

Первое обобщение случаев уникального природного явления произведено французом Ф. Араго в середине XIX века, в его статистике собрано около 30 свидетельств. Возрастающее количество подобных встреч позволило получить, на основе описаний очевидцев, некоторые характеристики, присущие небесной гостье.

Молния шаровая - явление электрического характера, передвигающийся в воздухе в непредсказуемом направлении, светящийся, но не излучающий тепло. На этом общие свойства заканчиваются и начинаются частности, характерные для каждого из случаев.

Это объясняется тем, что природа шаровой молнии до конца не изучена, поскольку до сих пор не было возможности исследовать это явление в лабораторных условиях или воссоздать модель для изучения. В некоторых случаях диаметр огненного шара равнялся нескольким сантиметрам, иногда достигал полуметра.

Фото шаровых молний завораживают своей красотой, но впечатление безобидной оптической иллюзии обманчиво - многие очевидцы получали травмы и ожоги, некоторые становились жертвами. Так случилось с физиком Рихманом, чья работа над опытами во время грозы закончилась трагедией.

Молния шаровая на протяжении нескольких сотен лет была объектом изучения многих ученых, в числе которых были Н. Тесла, Г. И. Бабат, Б. Смирнов, И. П. Стаханов и другие. Научные деятели выдвинули разные теории возникновения шаровой молнии, которых насчитывается свыше 200.

Согласно одной из версий, электромагнитная волна, образующаяся между землей и облаками, в определенный момент достигает критической амплитуды и образует шаровидный разряд газа.

Иная версия заключается в том, что молния шаровая состоит из плазмы высокой плотности и содержит собственное микроволновое поле излучения. Некоторые ученые считают, что явление огненного шара - это результат фокусировки космических лучей облаками.

Большинство случаев данного явления зафиксировано перед грозой и во время грозы, поэтому самой актуальной считается гипотеза возникновения энергетически благоприятной среды для появления различных плазменных образований, одним из которых и является молния.

Мнения специалистов сходятся в том, что при встрече с небесной гостьей нужно придерживаться определенных правил поведения. Главное - не делать резких движений, не убегать, постараться свести к минимуму колебания воздуха.

Шаровая молния - явление удивительное и до сих пор не понятое, несмотря на потенциальную практическую значимость (слышали что-нибудь о стабильной плазме?). Ее пытаются создавать экспериментально и строят теории, но ценным источником информации остаются рассказы очевидцев.

Совсем немного истории

Шаровая молния как явление, связанное с грозой, известна с античных времен. Первую дошедшую до нас гипотезу о ее происхождении высказал один из создателей так называемой лейденской банки, первого конденсатора, накопителя электрической энергии, - Питер ван Мушенбрук (1692–1761). Он предположил, что это сгустившиеся в верхних слоях атмосферы болотные газы, которые воспламеняются, спускаясь в нижние.

В 1851 году появилась первая книга, целиком ей посвященная, - автором был один из крупнейших французских физиков, почетный член Петербургской академии наук Франсуа Араго. Он назвал ее «самым необъяснимым физическим явлением», и сделанный им обзор свойств и представлений о ее природе инициировал появление потока теоретических и экспериментальных исследований этой формы грозового электричества.

До пятидесятых годов XX века шаровая молния (ШМ) привлекала к себе внимание лишь как непонятный геофизический феномен, о ней писали статьи и книги, но исследования носили в основном феноменологический характер. Однако когда развернулись работы в области физики плазмы и ее многочисленных технических и технологических приложений, тема приобрела прагматический оттенок. Стабилизация плазмы всегда была для физики важной задачей, а ШМ, объект, вроде бы, плазменной природы, автономно существует и интенсивно светится десятки секунд. Потому с историей ее исследований связаны имена многих известных ученых, занимавшихся физикой плазмы. Например, один из основателей советской физики Петр Леонидович Капица (1894–1984) опубликовал статью «О природе шаровой молнии» (1955), в которой предложил идею о внешней подпитке энергией, и в последующие годы ее развивал, видя в шаровой молнии прообраз управляемого термоядерного реактора.

Библиография по ШМ к настоящему времени насчитывает более двух тысяч научных статей, только за последние сорок лет вышло около двух десятков книг и подробных обзоров. Начиная с 1986 года в России и за рубежом регулярно проводятся симпозиумы, семинары и конференции, посвященные ШМ, по этой теме в РФ защищено несколько кандидатских диссертаций и одна докторская. Ей посвящены тысячи экспериментальных и теоретических исследований, она попала даже в школьные учебники. Объем накопленных феноменологических сведений весьма велик, но понимания строения и происхождения по-прежнему нет. Она уверенно лидирует в списке малоизученных, непонятных, таинственных и опасных явлений природы.

Усредненный портрет

Опубликованные книги содержат различной строгости и глубины обзоры теоретических и экспериментальных исследований ШМ, причем сами данные приводятся чаще всего в усредненном виде. Научная литература содержит множество таких «усредненных портретов», на основе которых появляются новые теоретические модели и новые варианты старых теоретических моделей. Но эти портреты далеки от оригиналов. Характерная черта ШМ - значительный разброс параметров, более того, их изменчивость в ходе существования феномена.

Вот почему любые попытки теоретического и экспериментального моделирования на основе перечней свойств «средней» ШМ обречены на неудачу. При существующем положении дел большинство авторов моделирует просто нечто сферическое, светящееся и долго существующее. Между тем, по сообщениям наблюдателей, яркость варьирует от тусклой до ослепительной, цвет ее может быть любым, также изменяется и цвет ее полупрозрачной оболочки, о которой иногда сообщают респонденты. Скорость движения меняется от сантиметров до десятков метров в секунду, размеры от миллиметров до метра, время существования - от единиц секунд до сотни. Когда речь заходит о тепловых свойствах, оказывается, что иногда она касается людей, не вызывая ожогов, а в некоторых случаях зажигает стог сена под проливным дождем. Электрические свойства столь же причудливы: она может убить животное или человека, коснувшись его, или заставить светиться выключенную электролампочку, а может вообще не проявлять электрических свойств. Причем свойства ШМ с заметной вероятностью меняются в процессе ее существования. По результатам обработки 2080 описаний, с вероятностью 2–3% изменяются яркость и цвет, примерно в 5% случаев - размер, в 6–7% - форма и скорость движения.

В этой статье представлена короткая подборка описаний поведения ШМ в естественных условиях, акцентирующих внимание на тех ее свойствах, которые не вошли в усредненные портреты.

Оранжевая, лимонная, зеленая, голубая...

Наблюдатель Тараненко П. И., 1981 год:
«...светящийся шарик, выплывающий из гнезда розетки. За время порядка двух-трех секунд он проплыл немного в плоскости гнезд розетки, удалившись от стены примерно на один сантиметр, затем вернулся и пропал во втором гнезде розетки. В начальной фазе, при выходе из гнезда, шар имел густо-оранжевый цвет, когда же он полностью сформировался, то стал прозрачно-оранжевым. Затем при движении шара его цвет изменился на желто-лимонный, разбавленно-лимонный, из которого вдруг высветился пронзительно сочно-зеленый цвет. Кажется, именно в этот момент шарик повернул назад к розетке. Из зеленого цвет шарика стал нежно-голубым, а перед самым входом в розетку - тускло-серо-голубым».

Удивительна способность ШМ изменять форму. Если сферичность обеспечивается силами поверхностного натяжения, то можно ожидать изменений ШМ, связанных с капиллярными осцилляциями возле равновесной сферической формы, или изменений при нарушении устойчивости ШМ, то есть перед разрядом на проводник или перед взрывом, что, собственно говоря, и отмечается в наблюдениях очевидцев. Но, как ни странно, чаще наблюдаются взаимопревращения ШМ из сферической формы в ленточную и обратно. Вот два примера таких наблюдений.

Наблюдатель Мысливчик Е. В., 1929 год:
«Из соседней комнаты выплыл серебряный шар диаметром примерно тринадцать сантиметров, без какого-либо шума вытянулся в „толстую змею“ и проскользнул в дыру для болта от ставни на двор».

Наблюдатель Ходасевич Г. И., 1975 год:
«После близкого разряда молнии в комнате возник огненный шар диаметром около сорока сантиметров. Медленно, в течение примерно пяти секунд, вытянулся в длинную ленту, которая улетела через форточку на улицу».

Видно, что ШМ вполне уверенно чувствует себя в ленточной форме, которую принимает при необходимости пройти через узкое отверстие. Это плохо укладывается в представление о поверхностном натяжении как о главном факторе, определяющем форму. Такого поведения можно было бы ожидать при малом коэффициенте поверхностного натяжения, но ШМ сохраняет форму и при движении с большой скоростью, когда аэродинамическое сопротивление воздуха деформировало бы сферу, если бы силы поверхностного натяжения были слабыми. Впрочем, наблюдатели сообщают и о весьма разнообразных формах, которые принимает ШМ, и о колебаниях поверхности.

Наблюдатель Кабанова В. Н., 1961 год:
«В комнате, перед закрытым окном, я заметила висящий светящийся голубой шар диаметром около восьми сантиметров, он менял свою форму, как меняет форму мыльный пузырь, когда на него дуют. Он медленно поплыл в сторону электророзетки и в ней исчез».

Наблюдатель Годенов М. А., 1936 год:
«Я увидел, как по полу прыгает, удаляясь в угол сеней, огненный шар размером чуть меньше футбольного мяча. С каждым ударом о пол этот шар будто сплющивался, а потом снова принимал круглую форму, от него отскакивали и тут же исчезали маленькие шарики, а шар становился все меньше и, наконец, исчез».

Таким образом, теоретические модели шаровой молнии должны учитывать изменчивость ее свойств, что существенно усложняет проблему. А как обстоит дело с экспериментом?

Нечто круглое и светящееся

За последние годы в этом направлении кое-что сделано. Во всяком случае, нечто шарообразное и светящееся нужного размера удалось получить, причем нескольким группам исследователей независимо друг от друга. О тех или иных свойствах вопрос пока не ставился: тут вообще бы получить что-то типа ШМ.

Во Владимирском государственном университете, под руководством профессора В. Н. Кунина, который пытался в лабораторных условиях воспроизвести разряд, подобный молнии по силе тока, стабильно получали из разрядной плазмы, образующейся при электровзрыве медной фольги, светящиеся шарообразные объекты диаметром 20–30 см, со временем жизни около одной секунды. Г. Д. Шабанов (Петербургский институт ядерной физики РАН) стабильно производит светящиеся шары с тем же временем жизни при существенно меньших токах и на совсем простом оборудовании. В Санкт-Петербургском госуниверситете этим успешно занимались С. Е. Емелин и А. Л. Пирозерский. Но во всех случаях время жизни подобных объектов - около секунды, а их полная энергия ничтожно мала: ее не хватает даже для того, чтобы прожечь газету. Реальная ШМ может убивать людей и животных, со взрывом рушить дома, ломать деревья, вызывать пожары.

То, что получается во всех этих экспериментах, конечно, не ШМ, но что-то похожее. Эти объекты принято называть «долгоживущими плазменными образованиями». Долгоживущие они по сравнению с обычным ионизированным воздухом, который при этом объеме прекратил бы свечение за микросекунды.

Рождение и смерть

Среди 5315 ранее неизвестных описаний ШМ, собранных в Ярославском государственном университете им. П. Г. Демидова А. И. Григорьевым и С. О. Ширяевой, в 1138 случаях очевидцы видели таинство рождения ШМ. Различные варианты рождения встречаются с вероятностью: около 8% - в канале разряда линейной молнии; с той же вероятностью - в месте удара линейной молнии; в облаках - 4%; на металлическом проводнике - 66%; просто наблюдение зарождения вроде бы «из ничего» - 13%.

По тому же массиву данных мы оценили вероятности реализации различных путей исчезновения шаровой молнии. Получились следующие цифры: в примерно 40% случаев - она просто ушла из поля зрения; в 26% ее существование окончилось самопроизвольным взрывом; в 8% она ушла (разрядилась) в землю; в 6% - ушла в проводник; с такой же вероятностью она рассыпается на искры; в 13% тихо гаснет; а в 1% описаний из-за неосторожности очевидца существование шаровой молнии заканчивалось спровоцированным взрывом.

Интересно сравнить статистические данные о том, как прекратилось существование ШМ для тех из них, что возникли на проводниках (а таких в нашем собрании набралось 746 штук), с данными, в которых селекция по месту зарождения не сделана. Оказывается, что ШМ, зародившаяся на проводнике, заметно реже кончает свое существование взрывом, а чаще уходит в проводящую среду или тихо гаснет. Вероятности, с которыми это происходит, следующие: в 33% случаев - она уходит из поля зрения; в 20% существование окончилось самопроизвольным взрывом; в 10% она ушла (разрядилась) в землю; в 9% ушла в проводник; в 7% рассыпалась на искры; в 20% тихо погасла; в 1% - спровоцированный взрыв.

Возможно, что шаровые молнии, зародившиеся на проводниках, имеют меньшую энергию и больший электрический заряд, чем порожденные непосредственно линейной молнией, но расхождение в полученных численных значениях может происходить от малой статистики и разброса условий наблюдения. Но для шаровой молнии, появившейся в помещении из телефона или розетки, вероятность снова уйти в проводник или в землю больше, чем для ШМ, родившейся в облаке или в канале разряда линейной молнии и летящей по ветру.

Искры, нити и зерна

С вопросом о внутреннем строении шаровой молнии естественно обратиться к людям, видевшим ее вблизи, на расстоянии порядка метра. Таких около 35%, примерно в половине случаев очевидцы сообщают о внутренней структуре - и это при том, что ШМ имеет весьма дурную репутацию. Можно понять, почему очевидцы не всегда в состоянии ответить на столь простой вопрос: при неожиданном появлении опасной гостьи не каждый захочет и сумеет заняться скрупулезными научными наблюдениями. Да и не всегда, по-видимому, внутри ШМ удается что-либо разглядеть. Тем не менее вот два примера.

Наблюдатель Лиходзеевская В. А., 1950 год:
«Я оглянулась и увидела ослепительно-яркий шар величиной с футбольный мяч кремового цвета. Он был похож на клубок ярких ниток или, скорее, на сплетение тонкой проволоки».

Наблюдатель Журавлев П. С., 1962 год:
«В полутора метрах я увидел белый шар 20–25 сантиметров, висевший на высоте полутора метров. Он светился, как лампочка в 15 Вт. Шар казался состоящим из шевелящихся маленьких бело-красноватых искорок».

В описаниях, упоминающих внутреннюю структуру шаровой молнии, можно выделить наиболее часто повторяющиеся элементы - хаотически движущиеся световые точки, светящиеся переплетенные линии, маленькие движущиеся и светящиеся шарики. Если сопоставить эти данные с сообщениями о том, что ШМ при внешних воздействиях рассыпается на искры и шарики, то представления о шариках и искрах (микрошариках) как об элементарных кирпичиках, из которых состоит ШМ, получают дополнительное подтверждение. Остается неясным, какие силы удерживают вместе эти «кирпичики», не давая им разлететься, но не мешая им свободно перемещаться в объеме шаровой молнии, и как происходит ее распад на элементарные шарики при ударе.

Совсем загадочные случаи - прохождение шаровой молнии сквозь стекло, после которого не остается отверстия. Таких наблюдений немного, среди 5315 описаний, собранных нами, их всего лишь 42. Есть подобные описания и в литературе, причем среди наблюдателей были и пилоты самолетов, и сотрудники метеостанций; иногда наблюдателей было несколько. Может быть, ШМ не проходит сквозь стекло, а ее электрическое поле вызывает возникновение подобного объекта по другую сторону стекла?

Расчет по наблюдениям

Шаровую молнию примерно в 5% случаев видят падающей из грозовых облаков, в 0,5% видят поднимающейся к облакам, а в 75% наблюдений она плывет в атмосфере. Напрашивается вывод, что она может быть как легче воздуха, так и тяжелее, но в большинстве случаев ее плотность приблизительно та же. Однако на плавучесть шаровой молнии влияет не только сила Архимеда, как на воздушный шар. Известно, что она может менять направление движения, гнаться за подвижными объектами, убивать людей и животных электрическим зарядом. Вот два примера.

Наблюдатель Креловская К. М., 1920 год:
«Вечером я гуляла и побежала в сторону деревни, собака за мной. Тут раздался грохот грома, и вслед за нами помчался маленький блестящий шарик. Через несколько секунд шар нагнал собаку, коснулся ее, раздался оглушительный треск. Собака упала. Шкура на ней обуглилась».

Наблюдатель Красулина М., 1954 год:
«В дом влетел огненный шар около 30 сантиметров в диаметре, яркий, как лампочка в 100 Вт. Ударился в зеркало, которое висело напротив окна, отскочил от него и попал в грудь молодой женщины. Она тут же умерла».

Итак, у шаровой молнии есть электрический заряд, она двигается в приземном электрическом поле, напряженность которого в ясную погоду такова, что разность потенциалов между подошвами ног и головой человека составляет около 200 вольт. В грозовую погоду напряженность увеличивается примерно в 100 раз. Из сказанного следует, что на ее движение влияют электрические поля. И в самом деле, с вероятностью примерно 4% ее видят двигающейся вдоль проводов электричества.

Добавив к этим соображениям представления об устойчивости заряженной поверхности жидкости и критериях электрического пробоя атмосферы, мы получили возможность оценить величину заряда шаровой молнии, которая оказалась порядка единиц микрокулонов. Много это или мало? Во всяком случае, электрической энергии, запасаемой в шаровой молнии при таком заряде, достаточно, чтобы убить человека. Проведенные расчеты показали, что шаровые молнии, возникающие у поверхности земли, имеют бо льшие электрические заряды, чем возникающие в грозовых облаках.

Из приведенных выше соображений удалось оценить и другие свойства ШМ. Так, плотность ее вещества отличается от плотности воздуха примерно на 1%, а поверхностное натяжение приблизительно такое же, как у воды. Также удалось выяснить, что все свойства шаровой молнии связаны между собой и что ее радиус не может быть больше метра. Все сообщения о многометровых радиусах ошибочны; такие размеры всегда выводятся из оценок угла, под которым светящийся объект наблюдают издали, а при этом неизбежна большая ошибка.

Выжившие

Контакт с шаровой молнией бывает и не смертельным, однако такие случаи крайне редки. Вот два примера.

Наблюдатель Васильева Т. В., 1978 год:
«Одновременно с грохотом близкого разряда молнии на выключателе появился светящийся шар величиной с человеческую голову и загорелся выключатель. У меня мелькнула мысль, что если загорятся обои, то сгорит и наш деревянный дом. Я с размаху ударила ладонью по шару и выключателю. Шар сразу же распался на множество мелких шариков, упавших вниз. На оставшейся половине выключателя появился огненный шарик величиной с кулак. Через секунду этот шарик исчез. Рука у меня сгорела до кости».

Наблюдатель Базаров М. Я., 1956 год:
«От заслонки трубы на подушку упал неяркий красный шар размером с мяч 25 сантиметров. Он медленно скатился по подушке на шерстяное одеяло, которым я был укрыт. Мать, увидев это, голыми руками стала его забивать. От первого удара шар рассыпался на множество мелких шариков. За считаные секунды, ударяя по ним ладонями, мать загасила их. Ожогов у нее на руках не осталось. Только с неделю пальцы ее не слушались».

Свидетельства уникальные - подобных случаев известно совсем немного. Чаще всего шаровая молния на попытки прикоснуться к ней отвечает электрическим разрядом либо взрывом. И в том, и в другом случае последствия могут быть летальными.

Кто слушал и кто рассказывал

Основной источник новой информации о шаровой молнии - описания очевидцев ее появления в естественных условиях. Насколько востребован этот источник информации?

В мировой практике сбор описаний шаровой молнии дело не новое, достаточно вспомнить Франсуа Араго (1859), Вальтера Бранда (1923), Дж. Ранда Мак-Нэлли (1960), Уоррена Рейли (1966), Джорджа Эджели (1987). Но во всех случаях речь шла о десятках и сотнях описаний. Только в Японии, где шаровая молния расценивается как мистический объект, Оцуки Ёсихико в конце прошлого века собрал около трех тысяч описаний.

В СССР собирать описания шаровых молний с целью получения новых сведений об этом непонятном феномене начал И. П. Стаханов (1928–1987), профессионально занимавшийся плазмой. Еще раньше это попытался сделать И. М. Имянитов (1918–1987), областью интересов которого было атмосферное электричество; он написал книгу о шаровой молнии, но не довел до логического завершения идею анализа данных, которые сообщают наблюдатели. И. П. Стаханов первым начал систематическую обработку свидетельств очевидцев - у него был массив в полторы тысячи описаний. Полученные данные он обобщил в своих книгах. Мы занялись сбором сообщений о шаровых молниях лет на десять позже него, но собрали около шести тысяч описаний и применили компьютерную обработку данных.

Поиск очевидцев появления ШМ в естественных условиях, сбор информации и подготовка этой информации, рыхлой, расплывчатой и неточной, к обработке - это наиболее времязатратная и психологически трудоемкая часть нашей работы. Респонденты часто сообщают о трагических событиях, которым невозможно не сопереживать. Обработка полученной информации на компьютере - работа непродолжительная и приятная часть. Далее мы пишем популярную статью о ШМ для газеты или научно-популярного журнала, а в конце даем контактный адрес для очевидцев. Через полгода-год начинают приходить письма. Авторам мы отсылаем анкету с вопросами, затем сравниваем ответы с данными, сообщенными в первом письме. Разброс бывает значительный, это позволяет оценить достоверность сообщений. Из средств массовой информации данных не берем, их достоверность низка.

А можно ли верить информации о свойствах ШМ, полученной от очевидцев? Типичная реакция на появление шаровой молнии - страх. Психологи утверждают, что необычные, опасные, яркие явления запоминаются хорошо и надолго, но часто в искаженном виде. С таким эффектом регулярно приходится сталкиваться следователям, опрашивающим свидетелей трагических происшествий. Свидетели, одновременно наблюдавшие событие, дают различные, часто взаимоисключающие описания происшествия, но любой из них готов поклясться в истинности своих показаний. Что же, подобные помехи приходится учитывать.

Кажется, что достоверность информации, получаемой от очевидца, должна зависеть от его образования, возраста, времени, прошедшего с момента события, от пола. Как ни странно, это оказалось не так. С самого начала статистической обработки мы задались вопросом: кто наши респонденты? Прежде всего нас интересовали их возраст и образование. Выяснилось, что в момент наблюдения только 34% очевидцев были младше 16 лет, 21,5% имели высшее образование, 30,8% - среднее, 14% - восьмилетнее, остальные - начальное. Мы обсчитали по отдельности данные, полученные у всех этих групп, и, к своему удивлению, обнаружили, что независимо от возраста и образования при усреднении по каждой группе описываемые шаровые молнии выглядят одинаково.

Психологи нас предупреждали, что необходимо с осторожностью относиться к информации, получаемой от женщин, так как женское восприятие отличается повышенной эмоциональной окраской и часто искажает сведения, которые они сообщают. Среди наших респондентов представительниц прекрасного пола оказалось 51,2%. Но сравнение их рассказов с рассказами мужчин продемонстрировало независимость среднестатистической информации от пола респондентов.

В одном наши ожидания оправдались: данные, полученные от людей, не видевших лично шаровой молнии, но сообщавших о ней со слов очевидцев (а таких набралось примерно 8%), отличались от тех, которые дают сами очевидцы. В этой группе респондентов каждый двадцатый сообщил о трагическом случае, произошедшем по вине ШМ, и каждый пятнадцатый - о взрывах, приведших к разрушениям. Среди непосредственных очевидцев о несчастных случаях написал только каждый сотый, а о разрушениях - каждый восемьдесят пятый. Это естественно - рассказ с большей вероятностью будут пересказывать, если он поражает и запоминается. В остальном люди, сами не видевшие шаровой молнии, описывают ее так же, как «Советский энциклопедический словарь» или учебник физики для девятого класса школы: схематично, без указания деталей. Что лишний раз подтверждает справедливость пословицы: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать».

Вот, пожалуй, и все, что можно рассказать в рамках журнальной статьи. Главный вывод для исследователей этого явления природы: шаровые молнии разнообразны и крайне изменчивы, что необходимо учитывать при моделировании. Как говорил один выдуманный литературный классик, «понять - значит упростить». Но и в сложности реальных феноменов есть особая притягательность.

Ввведение.

Над проблемой структурирования горячей плазмы в магнитном поле и удержания ее в малом объеме термоядерного реактора физики Советского Союза, США и Великобритании начали работать примерно в одно время. И.В. Курчатов, рассказывая в 1956 г. о самых «секретных» термоядерных исследованиях в СССР, отметил, что физики трех разных стран пришли к одному выводу: единственная возможность удержать плазму и не дать ей охладиться – использовать магнитное поле. Замкнутое магнитное поле прочной сетью силовых линий будет держать горячую плазму вдали от стенок любого сосуда – ведь при соприкосновении с ними она могла бы их расплавить. Для того, чтобы в водородной плазме началась термоядерная реакция, необходимо эту плазму разогреть до миллионов градусов Цельсия и удерживать в этом состоянии некоторое время.

Средние энергии различных типов частиц, составляющих плазму, могут отличаться одна от другой. В таком случае плазму нельзя охарактеризовать одним значением температуры: различают электронную температуру Te , ионную температуру Ti , (или ионные температуры, если в плазме имеются ионы нескольких сортов) и температуру нейтральных атомов Ta (температура нейтральной компоненты). Подобная плазма называется неизотермической, в то время как плазма, для которой температуры всех компонент равны, называется изотермической. Низкотемпературной принято считать плазму с Ti = 105°К, а высокотемпературной – плазму с Ti=106–108°К и более. Возможные значения плотности плазмы n (число электронов или ионов в см3) расположены в очень широком диапазоне: от n~10 в 6-й степени в межгалактическом пространстве и n~10 в солнечном ветре до n~10 в 22-й степени для твёрдых тел и ещё больших значений в центральных областях звёзд.

Чтобы удержать плазму, например, при температуре 10 в 8-й степени К, её нужно надежно термоизолировать. Изолировать плазму от стенок камеры можно, поместив ее в сильное магнитное поле. Это обеспечивается силами, которые возникают при взаимодействии токов с магнитным полем в плазме. Под действием магнитного поля ионы и электроны движутся по спиралям вдоль его силовых линий. В отсутствие электрических полей высокотемпературная разреженная плазма, в которой столкновения происходят редко, будет лишь медленно диффундировать поперек магнитных силовых линий. Если силовые линии магнитного поля замкнуть, придав им форму петли, то частицы плазмы будут двигаться вдоль этих линий, удерживаясь в области петли.

Идея магнитной термоизоляции плазмы основана на известном свойстве электрически заряженных частиц, движущихся в магнитном поле, искривлять свою траекторию и двигаться по спирали силовых линий магнитного поля. Это искривление траектории в неоднородном магнитном поле приводит к тому, что частица выталкивается в область, где магнитное поле более слабое. Задача состоит в том, чтобы плазму со всех сторон окружить более сильным полем. Магнитное удержание плазмы открыли советские ученые, которые еще в 1950 г. предложили удерживать плазму в магнитных ловушках – так называемых магнитных бутылках.

На практике осуществить магнитное удержание плазмы достаточно большой плотности непросто: в ней часто возникают магнитогидродинамические и кинетические неустойчивости. Магнитогидродинамические неустойчивости связаны с изгибами и изломами магнитных силовых линий. В этом случае плазма может начать перемещаться поперек магнитного поля в виде сгустков, за несколько миллионных долей секунды она уйдет из зоны удержания и отдаст тепло стенкам камеры, моментально проплавив и испарив их. Такие неустойчивости можно подавить, придав магнитному полю определенную конфигурацию. Кинетические неустойчивости очень многообразны. Среди них есть такие, которые срывают упорядоченные процессы, как например, протекание через плазму постоянного электрического тока или потока частиц. Другие кинетические неустойчивости вызывают более высокую скорость поперечной диффузии плазмы в магнитном поле, чем предсказываемая теорией столкновений для спокойной плазмы.

Простую систему для магнитного удержания плазмы с магнитными пробками или зеркалами построили сотрудники Института атомной энергии имени И.В. Курчатова под руководством М.С. Иоффе. Прямолинейные проводники были расположены под катушками, создающими магнитное поле пробок. Индукция продольного магнитного поля в центре камеры составляла 0,8 Тл, в области пробок 1,3 Тл, индукция магнитного поля прямолинейных проводников вблизи стенок была равной 0,8 Тл, длина рабочего объема 1,5 м, диаметр 40 см. Устойчивость горячей плазмы возросла в 35 раз по сравнению с устойчивостью, имевшей место на чистых пробкотронах, и плазма жила в течение нескольких сотых долей секунды. В 1964 г. вступила в строй установка «Огра-11», в которой также использован принцип комбинированных магнитных полей.

Таким образом, усложнение конфигурации магнитного поля – это ключ к созданию долгоживущей горячей плазмы. Сейчас созданы магнитные системы со встречными полями (установка «Орех»), антипробкотроны и другие весьма изощренные установки.

К чему я столь подробно пишу про термоядерный синтез в магнитных ловушках? Да потому, что на Солнце и звездах термоядерный синтез с выделением огромного количества энергии идет не в их центре (ядре), а в их атмосферах. В атмосфере Солнца, например, возникают такие магнитные ловушки, которые функционируют как термоядерные реакторы, выделяющие энергию в пространство. Магнитные ловушки в атмосфере Солнца возникают за счет тока электронов из сверхплотного ядра Солнца к его периферии. Ячеистая структура солнечной фотосферы является совокупностью своеобразных кластеров – магнитных ловушек, в которых, вероятно, и происходит термоядерный синтез гелия из водорода.

Кольцевая структура (темное пятно) на фотосфере Солнца. Отчетливо видна ячеистая структура фотосферы. Можно предположить, что именно в этих ячейках – плазменных структурах – протекают термоядерные процессы.

Эксперименты по созданию аналогов шаровых молний – шаров из горячей плазмы, удерживаемой замкнутыми магнитными полями.

Что такое шаровая молния.

Шаровая молния – это светящийся сфероид, обладающий большой удельной энергией, образующийся нередко вслед за ударом линейной молнии. Исчезновение шаровой молнии может сопровождаться взрывом, вызывающим разрушения. Природа шаровой молнии не выяснена. Молнии – как линейная, так и шаровая – могут быть причиной тяжёлых поражений и гибели людей.

Шаровая молния состоит из плазмы, удерживаемой замкнутым магнитным полем в некотором объеме пространства. К пониманию строения и происхождения загадочного явления – шаровой молнии – позволили приблизится результаты экспериментов по созданию магнитных ловушек для горячей плазмы. Кроме того, благодаря этим экспериментам стала более менее понятна и работа Солнца. Солнце, скорее всего, – это не газовый сверхгигант, возникший в результате уплотнения водородного галактического облака, а массивное сверхплотное тело, которое с помощью своей мощной гравитации собрало в галактическом пространстве мощную атмосферу из водорода.

Таким образом, шаровая молния сродни магнитным ловушкам в атмосфере Солнца. Вот на это родство земных плазмоидов – шаровых молний и структур в атмосфере нашего светила мне хочется указать особо и вот почему. Магнитные неоднородности и структуры плазмы на Солнце существуют и развиваются очень давно – по крайней мере, несколько миллиардов лет. За более короткое время на Земле на базе химических структур и процессов сформировалась биосфера и ноосфера. На Солнце на базе плазменных электромагнитных структур и процессов вполне могла сформироваться гелиомагнитосфера – не менее организованная, чем биосфера и ноосфера Земли.

Не удивляюсь, что были многократно зафиксированы факты «целенаправленного» перемещения плазменных образований, что наводило на мысль о некоем разумном начале, свойственном этим образованиям. Дефицит доказательной базы спровоцировал поток домыслов на эту тему со стороны увлекающихся впечатлительных натур. Уфологии считают светящиеся объекты пришельцами из далекого космоса и носителями инопланетного разума.

Среди обывателей широко распространена фантастическая версия, что шаровые молнии – это пролет корабля пришельцев из другой галактики, возможно, посетивших Землю с исследовательским визитом или потерпевших технологическую аварию. Или, быть может, пришельцы прибыли из параллельного мира, а то и вовсе из будущего. Люди внутри светящихся шаров якобы видят существ с вытянутыми головами и паукообразными руками, разговаривают с ними, оказываются на их корабле и подвергаются «зомбированию». Некоторые даже показывают неизвестно откуда появившиеся на теле синяки и ссадины – метки «гуманоидов». Думаю, что никаких кораблей и “гуманоидов” внутри таких огненных шаров нет, – они плод фантазии наблюдателей. Но сама плазменная магнитная структура может быть настолько высоко организованной информационной системой, что по сравнению с ней наш мозг – как плотник по сравнению со столяром краснодеревщиком.

Шаровая молния “заблудилась” в хвойном лесу.

Максим Карпенко так охарактеризовал шаровую молнию: «Рассказы очевидцев о встречах с шаровыми молниями создают образ удивительного существа с непостижимым разумом и логикой – этакого сгустка плазмы, образовавшегося в месте локальной концентрации энергии и вобравшего в себя часть этой энергии, самоорганизовавшегося и эволюционировавшего к осознанию окружающего мира и себя в нем».

Поведение шаровой молнии в некоторых случаях на самом деле можно расценивать, как разумное. Есть повод подозревать шаровые молнии в причастности к образованию знаменитых каменных шаров в земной коре.

В 1988 г. в графстве Глочестершир в Англии фермер Том Гвинетт вечером примерно две минуты наблюдал над полем светящийся красный шар размером с футбольный мяч, а утром обнаружил на поле круг из изогнутых колосьев.

Быть может, некоторые круги на полях – это не результат розыгрыша художников копмейкеров, а попытка плазмоидного “разума” войти в контакт с разумом химическим (т.е. нашим). Ведь иначе мы контактировать не можем, уж слишком велика разница в энергетике и материальном носителе, из которой построены мы и они.

А ведь было время, когда ученые просто не верили в само существование шаровой молнии, не обращая внимания на рассказы очевидцев, которым довелось ее увидеть. Для них шаровая молния была как летающая тарелка для современных ученых. Однако шло время, количество наблюдений шаровой молнии увеличивалось, сейчас это общепризнанное природное явление, которое уже нельзя отрицать. Тем не менее, и сегодня немало ученых, не признающих реальность существования шаровых молний, несмотря на то, что шаровые молнии и магнитные ловушки для горячей плазмы научились делать в научных лабораториях.

Так, в предисловии к бюллетеню Комиссии РАН по борьбе с лженаукой «В защиту науки», № 5, 2009 использовались такие формулировки: “Конечно, в шаровой молнии до сих пор много неясного: не желает она залетать в лаборатории ученых, оснащенные подобающими приборами”. Далее в бюллетене сообщается: “Теория происхождения шаровой молнии, отвечающая Критерию Поппера была разработана в 2010 г. австрийскими учеными Джозефом Пиром (Joseph Peer) и Александром Кендлем (Alexander Kendl) из Университета Инсбрука. Они предположили, что свидетельства о шаровых молниях можно интерпретировать как проявление фосфенов – зрительных ощущений без воздействия на глаз света, то есть в переводе на обычный человеческий язык шаровые молнии являются галлюцинациями. Расчеты этих ученых скептиков 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”. Теория эта была опубликована в научном журнале Physics Letters, теперь сторонники существования шаровых молний в природе должны зарегистрировать шаровую молнию научной аппаратурой, и таким образом опровергнуть теорию австрийских ученых о фосфенах.

Странная постановка вопроса: почему должны опровергать гипотезу фосфенов сторонники реальности шаровых молний, а не наоборот? Почему надо приносить шаровые молнии в лаборатории ученых, чтобы ученые с помощью имеющейся у них аппаратуры смогли подтвердить то, что эти плазменные шары не галлюцинации? Гипотеза фосфенов не имеет никаких преимуществ перед другими гипотезами, объясняющими происхождение шаровых молний. Скорее наоборот, гипотеза фосфенов – это самая слабая из всех гипотез на этот счет.

Я считаю, что иногда Комиссия РАН по борьбе с лженаукой доводит свои усилия до абсурда, например, когда, как в случае с шаровыми молниями, начинает отрицать очевидные факты, известные очень многим людям. Такое отрицание очевидного напоминает откровенное мракобесие, которое превращает науку в одну из форм религии, у которой вместо кадила в руках синхофазотроны и коллайдеры. Это напоминает мне отрицание метеоритов французской Академией наук в конце XIX в. на том основании, что “камни с неба падать не могут, поскольку камней на небе нет”. Но оказалось, что камни на небе есть, и они довольно часто падают на Землю.

Рассказы очевидцев о шаровых молниях.

Случай во Франции: Одно из первых упоминаний о наблюдении шаровой молнии относится к 1718 г., когда в один из апрельских дней во время грозы в Куэньоне (Франция) очевидцы наблюдали три огненных шара диаметром более одного метра. А в 1720 г. опять же во Франции в одном из городов огненный шар во время грозы упал на землю, отскочил от нее, ударился о каменную башню, взорвался и разрушил башню.

Гроза в Вайдкомб-Мур: 21 октября 1638 г. шаровая молния появилась во время грозы в церкви деревушки Вайдкомб-Мур в Англии. В церковь влетел огромный огненный шар порядка двух с половиной метров в поперечнике. Он выбил из стен церкви несколько больших камней и деревянных балок. Затем шар якобы сломал скамейки, разбил много окон и наполнил помещение густым тёмным дымом с запахом серы. Потом он разделился пополам; первый шар вылетел наружу, разбив ещё одно окно, второй исчез где-то внутри церкви. В результате 4 человека погибли, 60 получили ранения. Явление, разумеется, объясняли «пришествием дьявола», и обвинили во всём двух людей, которые осмелились играть в карты во время проповеди.

Случай на борту «Кэтрин энд Мари»: В декабре 1726 г. некоторые британские газеты напечатали отрывок из письма некоего Джона Хоуэлла, который находился на борту шлюпа «Кэтрин энд Мари». «29 августа мы шли по заливу у берегов Флориды, как вдруг из части корабля вылетел шар. Он разбил нашу мачту на много частей, разнёс бимс в щепки. Также шар вырвал три доски из боковой подводной обшивки и три с палубы; убил одного человека, поранил руку другому, и если бы не обильные дожди, то паруса были бы просто уничтожены огнём».

Случай с Георгом Рихманом.

Случай на борту «Монтаг»: Адмирал Чемберс на борту «Монтаг» в 1749 г. около полудня поднялся на палубу замерить координаты судна. Он заметил довольно большой голубой огненный шар на расстоянии около трёх миль. Незамедлительно был отдан приказ спустить топсели, но шар двигался очень быстро, и прежде чем удалось сменить курс, он взлетел практически вертикально и, находясь не выше сорока-пятидесяти ярдов над оснасткой, исчез с мощным взрывом, который описывается, как одновременный залп тысячи орудий. Верхушка грот-мачты была уничтожена. Пятерых человек сбило с ног, один из них получил множество ушибов. Шар оставил после себя сильный запах серы; перед взрывом его величина в сечении достигала размеров мельничного жернова (примерно 1,5 м).

Смерть Георга Рихмана: В 1753 г. физик Георг Рихман, действительный член Петербургской Академии наук, погиб от удара шаровой молнией. Он изобрёл прибор для изучения атмосферного электричества, поэтому когда на очередном заседании услышал, что надвигается гроза, срочно отправился домой вместе с гравёром, чтобы запечатлеть явление. Во время эксперимента из прибора вылетел синевато-оранжевый шар и ударил учёного прямо в лоб. Раздался оглушительный грохот, схожий с выстрелом ружья. Рихман упал замертво, а гравёр был оглушен и сбит с ног. Позже гравер описал то, что произошло. На лбу Рихмана осталось маленькое темно-малиновое пятнышко, его одежда была опалена, башмаки разорваны. Дверные косяки разлетелись в щепки, а саму дверь снесло с петель. Позже осмотр места происшествия совершил лично М.В. Ломоносов.

Случай с кораблём «Уоррен Хастингс»: Британское издание сообщало о том, что в 1809 г. корабль «Уоррен Хастингс» во время шторма «атаковало три огненных шара». Команда видела, как один из них спустился и убил человека на палубе. Того, кто решил забрать тело, ударил второй шар; его сбило с ног, на теле остались лёгкие ожоги. Третий шар убил ещё одного человека. Команда отметила, что после происшествия над палубой стоял отвратительный запах серы.

Ремарка в литературе 1864 г.: В издании «A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar» Эбенезер Кобэм Брюер рассуждает о «шарообразной молнии». В его описании молния предстаёт как медленно движущийся огненный шар из взрывоопасного газа, который иногда спускается к земле и движется вдоль её поверхности. Также отмечается, что шары могут делиться на шары меньшего размера и взрываться «подобно пушечному выстрелу».

Описание в книге «Молния и свечение» Вильфрида де Фонвьюэля: Книга сообщает примерно о 150 встречах с шарообразной молнией. «Судя по всему, шарообразные молнии сильно притягиваются металлическими предметами, поэтому они часто оказываются у балконных перил, водопроводных и газовых труб. Они не имеют определённой окраски, оттенок их может быть разный, например, в Кётен в герцогстве Ангальт молния была зелёной. M. Колон, заместитель председателя Парижского Геологического Общества, видел, как шар медленно спустился вдоль коры дерева. Коснувшись поверхности земли, он подпрыгнул и исчез без взрыва. 10 сентября 1845 г. в долине Корреце молния влетела в кухню одного из домов деревни Саланьяк. Шар прокатился через всё помещение, не причиня никакого ущерба находящимся там людям. Добравшись до граничащего с кухней хлева, он неожиданно взорвался и убил случайно запертую там свинью.

В XIX веке один французский писатель описал любопытный случай , когда огненный шар влетел на кухню жилого дома в деревне Саланьяк. Один из поваров крикнул другому: «Выброси эту штуку из кухни!» Однако тот побоялся, и это спасло ему жизнь. Шаровая молния вылетела из кухни и направилась в свинарник, там ее на предмет съестного решила понюхать любопытная свинья. Только она поднесла к ней свой пятачок, как та взорвалась. Бедная свинья погибла, да и всему свинарнику был нанесен значительный урон. Двигаются шаровые молнии не очень быстро: некоторые даже видели, как они останавливаются, но от этого шары приносят не меньше разрушений. Молния, влетевшая в церковь города Штральзунд, при взрыве выбросила несколько маленьких шаров, которые тоже взрывались как артиллерийские снаряды.»

Шаровая молния вылетает из горящего камина.

Случай из жизни Николая II: Последний российский император в присутствии своего деда Александра II наблюдал явление, которое он назвал «огненным шаром». Он вспоминал: «Когда мои родители были в отъезде, мы с дедушкой совершали обряд всенощного бдения в Александрийской церкви. Была сильная гроза; казалось, что молнии, следующие одна за другой, готовы сотрясти церковь и весь мир прямо до основания. Вдруг стало совсем темно, когда порыв ветра распахнул врата церкви и потушил свечи перед иконостасом. Раздался гром сильнее обычного, и я увидел, как в окно влетел огненный шар. Шар (это была молния) покружился на полу, пролетел мимо канделябра и вылетел через дверь в парк. Моё сердце замерло от страха и я взглянул на дедушку – но его лицо было совершенно спокойно. Он перекрестился с таким же спокойствием, как и тогда, когда молния пролетала мимо нас. Тогда я подумал, что испугаться, как я – это неподобающе и немужественно. После того, как шар вылетел, я снова взглянул на дедушку. Он слегка улыбнулся и кивнул мне. Страх мой исчез и я больше никогда не боялся грозы».

Случай из жизни Алистера Кроули: Известный британский оккультист Алистер Кроули говорил о явлении, которое он называл «электричеством в форме шара» и которое он наблюдал в 1916 г. во время грозы на озере Паскони в Нью-Гэмпшире. Он укрылся в небольшом загородном доме, когда «в безмолвном изумлении заметил, что на расстоянии шести дюймов от правого колена остановился ослепительный шар электрического огня трёх-шести дюймов в диаметре. Я смотрел на него, а он вдруг взорвался с резким звуком, который невозможно было спутать с тем, что буйствовало снаружи: шумом грозы, стуком града или потоками воды и треском дерева. Моя рука была ближе всего к шару и она почувствовала лишь слабый удар».

Случай в Индии: 30 апреля 1877 г. шаровая молния влетела в центральный храм Амристара (Индия) Хармандир Сахиб. Явление наблюдало несколько человек, пока шар не покинул помещение через переднюю дверь. Этот случай запечатлён на воротах Даршани Деоди.

Случай в Колорадо: 22 ноября 1894 г. в городе Голден, штат Колорадо (США), появилась шаровая молния, которая просуществовала неожиданно долго. Как сообщала газета «Голден Глоб»: «В ночь на понедельник в городе можно было наблюдать красивое и странное явление. Поднялся сильный ветер и воздух, казалось, был наполнен электричеством. Те, кто той ночью оказался рядом со школой, могли наблюдать, как огненные шары летали друг за другом в течение получаса. В этом здании находятся электрические динамо-машины, возможно, лучшего завода во всём штате. Вероятно, в минувший понедельник к динамо-машинам прибыла делегация прямо из облаков. Определённо, этот визит удался на славу, равно как и та неистовая игра, которую они вместе затеяли».

Случай в Австралии: В июле 1907 г. на западном побережье Австралии в маяк на мысе Кабо-Натуралист ударила шаровая молния. Смотритель маяка Патрик Бэйрд лишился сознания, а явление описала его дочь Этель.

Шаровые молнии на подводных лодках: Во время Второй мировой войны 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.

Случай в Швеции: В 1944 г. 6 августа в шведском городе Уппсала шаровая молния прошла сквозь закрытое окно, оставив за собой круглую дырку около 5 см в диаметре. Явление наблюдали не только местные жители – сработала система слежения за разрядами молнии Уппсальского университета, созданная на отделении изучения электричества и молнии.

Случай на Дунае: В 1954 г. физик Тар Домокош наблюдал молнию в сильную грозу. Он описал увиденное достаточно подробно. «Это произошло на острове Маргарет на Дунае. Было где-то 25–27°С, небо быстро затянуло облаками и началась сильная гроза. Поблизости не было ничего, где можно было бы укрыться, рядом находился только одинокий куст, который гнуло ветром к земле. Вдруг приблизительно в 50 метрах от меня в землю ударила молния. Это был очень яркий канал 25–30 см в диаметре, он был точно перпендикулярен поверхности земли. Где-то две секунды было темно, а затем на высоте 1,2 м появился красивый шар диаметром 30–40 см. Он появился на расстоянии в 2,5 м от места удара молнии, так что это место удара было прямо посередине между шаром и кустом. Шар сверкал подобно маленькому солнцу и вращался против часовой стрелки. Ось вращения была параллельна земле и перпендикулярна линии „куст – место удара – шар“. У шара было также один-два красных завитка, но не такие яркие, они исчезли спустя доли секунды (~0,3 с). Сам шар медленно двигался по горизонтали по той же линии от куста. Его цвета были чёткими, а сама яркость – постоянной на всей поверхности. Вращения больше не было, движение происходило на неизменной высоте и с постоянной скоростью. Изменения в размерах я больше не заметил. Прошло ещё примерно три секунды – шар резко исчез, причём совершенно беззвучно, хотя из-за шума грозы я мог и не расслышать».

Случай в Казани: В 2008 г. в Казани шаровая молния залетела в окно троллейбуса. Кондуктор с помощью машинки для проверки билетов 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, машинка для проверки билетов нагрелась, побелела, но осталась в рабочем состоянии.

Шаровая молния в помещении. Этот плазмоид находится явно в неравновесном состоянии, о чем говорит ореол вокруг шара.

Чаще всего шаровая молния движется на одной высоте горизонтально, огибая неровности рельефа. Обратите внимание на неоднородность этой шаровой молнии.

Случай в Чехии: В 2011 г. 10 июля 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 отремонтировали. Кроме того, был уничтожен один монитор.

Случай в Брестской области: В 2012 г. 4 августа шаровая молния напугала сельчанку в Пружанском районе Брестской области. Как рассказывает газета «Раённыя будні», шаровая молния влетела в дом во время грозы. Причем, как рассказала Надежда Владимировна Остапук, окна и двери в доме были закрыты, и женщина так и не смогла понять, каким образом огненный шар проник в помещение. К счастью, женщина догадалась, что не стоит делать резких движений, и осталась просто сидеть на месте, наблюдая за молнией. Шаровая молния пролетела над её головой и разрядилась в электропроводку на стене. В результате необычного природного явления никто не пострадал, лишь была повреждена внутренняя отделка комнаты, сообщает издание.

Шаровая молния может взорваться в волосах человека, не причинив ему вреда, а может разрушить целый дом. Чаще всего существование шаровой молнии заканчивается взрывом, нередки случаи, когда она распадается на части. Большей частью это все же взрыв, сопровождаемый громким хлопком из-за быстрого схлопывания газа в объеме, занимаемом до этого шаровой молнией. При этом отмечаются разрушения легких предметов (например, легкого дачного домика, трансформаторной будки), вырывается асфальт в радиусе 1–1,5 метра, разбрасываются камни, бьется стекло, разбиваются изоляторы проводов, расщепляются бревна на причале и т.д.

Известен случай, когда шаровая молния влетела в комнату и взорвалась над столом, зацепившись за металлическую подвеску керосиновой лампы. Никто из людей, сидевших за столом, не пострадал. Однако в другом случае взрыв молнии произошел в волосах на голове у человека, в результате чего тот ощутил сильный удар и потерял сознание, но не умер. При встрече с шаровой молнией лучше отнестись к ней, как к незнакомой собаке – стоять или сидеть неподвижно, наблюдая за ее поведением.

Cлучай в Кемеровской области. Виталий Шумилов стал свидетелем необычного явления. Это было после грозы. Возвращаясь домой после работы, уже в полумраке, он вдруг увидел на небе яркую радугу. Она заслоняла собой лес и будто опиралась на крышу его дома. Он позвал соседей – они минут 15 стояли и смотрели на странное явление. Спустя некоторое время радуга начала меркнуть, и тут все увидели в небе быстро движущийся светящийся объект. Пронесясь над огородами, НЛО будто вспыхнул и исчез за лесом. Листья клена, который растет как раз на месте, где «опиралась» радуга, покрылись белыми пятнами, будто их чем-то обожгли. Диаметр «пятна», в котором оказались обожженные деревья, был равен трем метрам. Научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН Дмитрий Малашенков, рассмотрев листья под микроскопом, пришел к заключению, что это не химический ожог, а результат действия некоего высокотемпературного излучения – вероятно, ультрафиолетового или инфракрасного.

Образование шаровой молнии при линейном грозовом разряде.

Внутренняя плазмоидная магнитная структура шаровой молнии с изящна и замысловата. Эта структура может накапливать не только энергию, но и информацию.

Случай в Кемерове: Доцент Кемеровского технологического института Лев Иванович Константинов рассказал: «Около полуночи при наблюдении в телескоп за метеорным потоком я обратил внимание на необычно яркое свечение в небе и, приглядевшись, увидел радугу. Это было странно: грозы у нас не было. Спустя 25 минут радуга померкла, длинная полоса на моих глазах «сложилась» в шар, который все быстрее двигался по ночному небу. Через две минуты произошла вспышка, и объект исчез». Отправляясь спать, он почувствовал, что кончики пальцев у него болят, как от легкого ожога. Утром исследователь обнаружил, что они покраснели и покрылись пузырьками. Не столько от боли, сколько из любопытства пошел к врачу. Тот вынес диагноз – «ожог первой-второй степени» и порекомендовал мази и перевязки. Через три дня все прошло. Однако выяснилось, что радугу и летящий шар в ту ночь видел не только он, но и многие знакомые. Лев Иванович провел опрос 47 очевидцев, и они рассказали, что первые 7–10 дней почти все жаловались на головные боли и сильную слабость. По ночам одних мучили кошмары, другие, наоборот, впадали в беспробудный сон и видели странные сны: будто они путешествуют по незнакомой местности, разговаривают на непонятном языке с удивительными существами, каких никогда не встречали.

В декабре 1975 г. журнал “Наука и жизнь” обратился к своим читателям с анкетой, содержащей вопросы, касающиеся шаровой молнии. Журнал просил ответить на вопросы анкеты и прислать письма с описанием обстоятельств наблюдения и различных подробностей. В течение 1976 г. было получено 1400 писем. Познакомимся с выдержками из нескольких писем.

“Я видел с расстояния около 10 м, что шаровая молния светло-желтого цвета диаметром 30–40 см выскочила из земли в месте удара обычной молнии. Поднявшись на высоту 6–8 метров, она начала двигаться горизонтально. При этом она пульсировала, принимая то шаровую, то эллипсоидную форму. Пройдя за 1 минуту расстояние около 50 м, она наткнулась на сосну и взорвалась”.

“Шаровую молнию я встретил вечером перед грозой, когда шел на охоту. Она была около 25 см в диаметре, белая, двигалась горизонтально, повторяя рельеф местности”.

“Я видел, как шаровая молния диаметром 10 см прошла через отверстие в окне диаметром 8 мм”.

“После сильного удара грома в открытую дверь влетела бело-голубая шарообразная масса диаметром 40 см и начала быстро двигаться по комнате. Она подкатилась под табурет, на котором я сидел. И хотя она оказалась непосредственно у моих ног, тепла я не ощутил. Затем шаровая молния притянулась к батарее центрального отопления и исчезла с резким шипением. Она оплавила участок батареи диаметром 6 мм, оставив лунку глубиной 2 мм”.

“В городе разразилась сильная гроза с ливнем. В открытую форточку окна кухни на втором этаже влетела шаровая молния. Это был однородный желтый шар 20 см в диаметре. Шар медленно двигался по горизонтали, чуть снижаясь; прошел расстояние около 1 м. Он плыл в воздухе, как плавает тело внутри жидкости. Внутри шара стали образовываться тонкие красноватые полоски. Затем он, не распадаясь на части и не падая, тихо, без звука исчез. Все наблюдение заняло около 30 секунд”.

“Я видел шаровую молнию, когда мне было 14 лет. Отдыхал в деревне у тётушки. Случилась гроза…, уже и на убыль пошла. Сидели тихо, разговаривали, в деревнях тихо в грозу сидят. Вдруг невесть ниоткуда появилось три шара. Первый с большое яблоко, второй шар поменьше, ну а третий совсем маленький, шары медленно двигались. Тетушка крикнула: “бегите из дома”, – мы все врассыпную. Надо сказать, было страшновато. Это самое яркое впечатление моего детства”.

“Я видел шаровую молнию в дестве, когда ловил рыбу на озере. Смотрю – дождь пошёл, я сел под дерево, сижу жду, начал думать: а вдруг молния в дерево ударит. Смотрю – в метре от меня какой-то шарик размером с тенисный мячик синеватого цвета, пока соображал, что это такое, шарик начал лететь зигзагами ко мне, я испугался и переплыл озеро в одежде – так, что даже не заметил, а когда я обернулся, то увидел, что дерево, под котором я сидел, немного дымилось”.

Фото шаровой молнии, атакующей летящий самолет.

В 1936 году английская газета «Дейли мейл» сообщила о случае, когда очевидец наблюдал раскаленный шар, опустившийся с неба. Сначала он ударился о дом, повредил телефонные провода и поджег деревянную оконную раму. Свой путь шар закончил в бочке с водой, которая тут же закипела.

Залетали шаровые молнии и в самолеты. В 1963 году свидетелем такого случая на самолете, следовавшим рейсом «Нью-Йорк – Вашингтон», стал британский профессор Р.С. Дженнисон. Согласно его рассказу, сначала в самолет ударила обычная молния, затем из кабины пилотов вылетела шаровая молния. Она медленно поплыла вдоль салона, изрядно перепугав пассажиров. Профессор сообщил, что молния была диаметром около восьми дюймов и светилась как 100-ваттная лампочка. Тепла шаровая молния не излучала, шар имел идеальную сферическую форму и, по словам Дженнисона, этот шар «на вид казался твердым телом».

Обычно средний срок жизни шаровой молнии не превышает нескольких минут. По величине она колеблется от первых сантиметров в диаметре до размера футбольного мяча. Для шаровой молнии обычно характерен белый цвет, но бывают молнии красного, желтого, зеленого и, если верить очевидцам, даже серого и черного цвета. Шаровая молния способна маневрировать и облетать различные препятствия на своем пути. Однако она обладает и способностью проходить сквозь твердые тела. Перемещаясь, шаровая молния часто издает звук, напоминающий потрескивание высоковольтных линий, жужжание или шипение.

Существует несколько вариантов возможного объяснения феномена, полагает доктор физико-математических наук, профессор МГУ Леонид Сперанский. Шаровая молния – это одна из самых ярких загадок современной науки, и природа ее до сих пор неясна. Известны случаи, когда шаровая молния проходила сквозь стекло, оставляя лишь крошечное отверстие правильной формы. Чтобы просверлить такое, нужно алмазное сверло и несколько часов кропотливой работы. Каким же образом это удается шаровой молнии? Все это говорит о том, что она обладает температурой, сопоставимой с той, что царит на поверхности Солнца, и большой энергией. Скорость, с которой передвигается шаровая молния, может быть небольшой, но может превосходит звуковую в несколько раз.

Существует более сотни различных гипотез, пытающихся объяснить происхождение шаровой молнии, но пока ни одна из них не нашла полного признания в качестве теории в научной среде. Можно считать, что вопрос о природе естественной шаровой молнии до сих пор остается открытым. Согласно наиболее любопытной гипотезе, шаровая молния является разумным плазмоидом.

Структурная неоднородность искусственного плазмоида, возникшего вокруг мощного электрического разряда.

Удар линейной молнии привел к образованию нескольких шаровых молний. Надо заметить, что молния ударила вблизи высоковольтной линии электропередачи.

Строение и образование шаровой молнии.

В процессе экспериментов были зафиксированы моменты массового зарождения плазмоидных образований (эльфейский туман). Это напоминало закипание воды при ее переходе из одного агрегатного состояния в другое. Световые пятна, подобно пузырькам воздуха в толще воды, занимали все свободное пространство.

Физик Николо Тесла с двумя шаровыми молниями в руках в своей лаборатории.

Было сделано несколько заявлений о получении шаровой молнии в лабораториях, но в основном к этим заявлениям в академической среде сложилось скептическое отношение. Остаётся открытым вопрос: действительно ли наблюдаемые в лабораторных условиях явления тождественны природному явлению шаровой молнии? Первыми опытами и заявлениями об искусственных плазмоидах можно считать работы Николо Теслы в конце XIX века.

В своей краткой заметке он сообщал, что при определённых условиях, зажигая газовый разряд, он, после выключения напряжения, наблюдал сферический светящийся разряд диаметром 2–6 см. Однако Тесла не сообщал подробности своего эксперимента, так что воспроизвести эту установку оказалось затруднительно. Очевидцы утверждали, что Тесла мог делать шаровые молнии, жившие несколько минут, при этом он брал их в руки, клал в коробку, накрывал крышкой, опять доставал.

Первые детальные исследования светящегося безэлектродного разряда были проведены только в 1942 г. советским электротехником Бабатом. Ему удалось на несколько секунд получить сферический газовый разряд внутри камеры с низким давлением. П.Л. 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. Российский математик М.И. Зеликин предположил, что феномен шаровой молнии связан со сверхпроводимостью плазмы. Большинство теорий сходится на том, что причина образования любой шаровой молнии связана с прохождением газов через область с большой разностью электрических потенциалов, что вызывает ионизацию этих газов и их сжатие в виде шара.

Внутреннее строение шаровой молнии.

Поперечное сечение тороида – модели шаровой молнии.

Плазмоид с несколькими шаровыми молниями внутри.

На двух рисунках вверху и слева изображено поперечное сечение тороидов – моделей шаровой молнии. Плазменный тороид представляет собой плазменную структуру, стянутую двумя собственными магнитными полями. В сечении тороид выглядит как два плосковыпуклых овала, обращенных плоскими сторонами к центральному отверстию. Продольное поле на схеме окрашено синим цветом, поперечное – зеленым. На схемах эти поля изображены условно одно поверх другого, в действительности же они взаимно пронизывают друг друга.

Азотные и кислородные ионы движутся по спиралям на периферии тороида и образуют замкнутую овальную “трубу” большого диаметра. Внутри этой “трубы” по замкнутому кольцу движутся протоны и электроны по спиралям малого диаметра. При формировании тороида часть протонных спиралей сместились вверх, а часть электронных спиралей сместились вниз овальной трубы. Разделившиеся протоны и электроны образуют электрическое поле, иначе говоря, заряженный электрический конденсатор.

Наблюдатели сообщают, что иногда из ярко светящегося клубка, возникающего на нижнем конце разряда линейной молнии, выскакивают несколько шаровых молний. Очевидцы наблюдали шаровые молнии, которые разделяются на несколько мелких шаровых молний. Наблюдались шаровые молнии, из которых даже при взрыве выскакивали шаровые молнии меньшего размера.

Разумеется, предложенные на этих схемах модели – всего лишь гипотезы, но они дают представление о том, что шаровые молнии обладают сложной динамичной структурой, что эта структура имеет электромагнитную природу.

При разряде линейной молнии в магнитное поле с холодной плазмой, в холодную плазму влетают несколько пространственно разделенных порций горячей плазмы. Каждая отдельная порция горячих ионов и электронов (этакий шмот горячей плазмы) образуют вместе с холодной плазмой магнитную структуру с движущимися по спиралям электронами в виде “трубы”, замкнутой в тороид. В результате внутри каждой подогретой тороидальной трубы в магнитном поле движутся по своим спиральным дорожкам электроны и протоны и те, что были там и те, что влетели в холодную плазму вместе с порцией горячей плазмы. Двигаясь в неоднородном магнитном поле внутри ионной трубы, протоны и электроны частично разделяются, образуя электрическое поле. Если образовавшиеся автономные тороиды не успели объединиться, сцепившись собственными поперечными магнитными полями, то они выталкиваются в атмосферу по отдельности, а если успели объединиться, то выталкивается одна большая шаровая молния в виде удлиненного овала.

По-видимому, шаровая молния может включать в себя несколько автономных шаровых молний. Автономные тороиды молнии нанизаны на одну общую ось, проходящую через центральные отверстия тороидов. Каждый тороид охвачен локально собственным продольным магнитным полем, а собственные поперечные магнитные поля тороидов, складываясь, образуют одно общее поперечное магнитное поле, охватывающее все автономные тороиды и замыкающееся через общее центральное отверстие шаровой молнии. При возникновении неустойчивости объединенная молния может разделиться, иногда с взрывом, при этом взрывается одна из них, а остальные при взрыве могут уцелеть.

На втором рисунке изображена сложная шаровая молния, состоящая из трех автономных молний, из которых каждая охвачена и удерживается собственным продольным магнитным полем, условно окрашенным синим цветом. Поперечные магнитные поля автономных молний суммировались в одно общее поперечное магнитное поле (окрашено зеленым цветом), охватывающее снаружи и удерживающее все три молнии и замыкающееся через общее центральное отверстие молнии. Внутри больших тороидов, а также и между ними могут находиться в движении как одиночные спирали протонов и электронов, так и небольшие тороиды объединившихся спиралей одноименных зарядов этих же частиц.

В основе предлагаемой модели шаровой молнии лежит теоретически предсказанная бессиловая магнитная конфигурация – сферомак . Зарождается она в канале линейной молнии при повторных разрядах в областях развития на нём неустойчивости типа перетяжек. Начальным полоидальным магнитным полем служит слабое магнитное поле Земли. В процессе сжатия токовой оболочки полоидальное магнитное поле возрастает и становится сравнимым с азимутальным магнитным полем пинча. В результате перезамыкания силовых линий полоидального магнитного поля в области перетяжек образуются бессиловые магнитные конфигурации с замкнутым магнитным полем, которые и являются основой шаровой молнии. В зависимости от числа слившихся бессиловых ячеек энергия и размеры шаровой молнии могут изменяться в широких пределах. Во внешней области силовые линии магнитного поля незамкнуты и уходят в бесконечность. Основная энергия шаровой молнии запасена в ней в виде энергии магнитного поля.

Иногда в небе можно наблюдать вот такие спиралевидные свечения, имеющие электромагнитную природу.

Момент образования шаровых молний из замкнутых линейных молний.

На границе с воздухом у шаровой молнии образуется тонкая оболочка неизотермической плазмы. В ней по внутренней поверхности протекает диамагнитный ток, экранирующий её от магнитного поля плазмоида. На внешней поверхности оболочки неизотермической плазмы возникает двойной электрический слой, являющийся потенциальным барьером для электронов. В результате интенсивной конденсации паров воды на отрицательных и положительных ионах в воздухе на границе двойного слоя образуется водяная плёнка. Молекулы воды играют также важную роль в образовании кластеров в двойном электрическом слое, в результате чего существенно снижается величина и энергия потока ионов. Кроме того, неизотермическая плазма оболочки служит отражательным экраном для интенсивного циклотронного излучения электронов из центральной бессиловой области. В целом, внешняя оболочка молнии является эффективным тепловым и магнитным экраном. Вследстивии сильного электростатического давления в двойном электрическом слое плотность энергии в шаровой молнии достигает порядка 10 Дж/см3.

Предлагаемая модель шаровой молнии. Обозначения: 1 – горловина внешнего магнитного поля; 2 – водяная плёнка; 3 – двойной электрический слой; 4 – оболочка неизотермической плазмы; 5 – переходной токовый слой; 6 – сепаратриса; 7 – область бессилового магнитного поля.

Сплюснутый бессиловой сферомак является устойчивой магнитной ловушкой. В результате частичного поглощения циклотронного излучения поддерживается электронная температура в оболочке неизотермической плазмы. Вследствие различной скорости диффузии электронов и ионов центральная область плазмоида заряжена отрицательным зарядом. Шаровая молния обладает также электрическим и магнитным дипольным моментами, направленными вдоль её оси симметрии.

Перемещается шаровая молния под действием силы тяжести, воздушных потоков и электромагнитных сил. Её движение при малой электромагнитной силе сходно с движением мыльного пузыря. В электрическом поле наведённого заряда в диэлектрике (стекле) она принимает такое положение, чтобы направление её электрического дипольного момента совпадало с направлением поля. В результате она соприкасается со стеклом в области горловины её внешнего магнитного поля. Захваченные частицы, уходящие вдоль силовых линий магнитного поля, расплавляют стекло в этой области, проделывая в нём отверстие. Под действием разности давлений снаружи и внутри помещения шаровая молния переливается через это отверстие.

Основная энергия в ней запасена в виде энергии магнитного поля. Вес шаровой молнии определяется весом водяной плёнки. Взрыв шаровой молнии сопровождается генерацией мощного электромагнитного импульса. Она является источником интенсивного рентгеновского излучения. Основной вклад в излучение в видимом спектре даёт неизотермическая плазма оболочки. Наличие водяной плёнки у шаровой молнии подтверждается наблюдением нескольких световых оттенков у неё, “экзотических” черных шаровых молний, а так же особенностями её движения. Голубой ореол вокруг шаровой молнии обусловлен рентгеновским и ультрафиолетовым излучением.

Фиолетовое свечение вблизи её границы вызывается электронами, преодолевающими потенциальный барьер в двойном электрическом поле. Наблюдение связанных шаровых молний, намагничивание металлических предметов и т.д. указывают на наличие у неё магнитного поля. В стадии угасания шаровой молнии внешнее магнитное поле может отсутствовать. Наиболее точно строение шаровой молнии описано в уникальном наблюдении М.Т. Дмитриева. Шаровая молния может служить источником нейтронов, если заполнить её дейтерием или другим термоядерным сырьём. На основе данной модели удаётся дать удовлетворительное описание поведения шаровой молнии в различных условиях.

В Закарпатье три такие шаровые молнии “гуляли” по центру г Хуст.

Шаровая молния за окном.

Шаровые молнии могут быть причиной пожаров и поражения людей электрическим током. Часто прямым ударам молний подвергаются сооружения, возвышающиеся над окружающими строениями, например, неметаллические дымовые трубы, телевизионные и иные башни, пожарные депо, строения, отдельно стоящие в открытой местности. Попадание молний в самолёт может привести к разрушениям элементов конструкции, нарушению работы радиоаппаратуры и навигационных приборов, ослеплению и даже непосредственному поражению экипажа. При ударе такой молнии в дерево разряд может поразить находящихся около него людей; опасно также напряжение, возникающее вблизи дерева при стекании с него тока молнии на землю.

Шаровая молния находится под влиянием как гравитационного, так и электрического поля Земли, которое сильно возрастает перед грозой и во время грозы. Вокруг поверхности Земли существуют так называемые эквипотенциальные, невидимые для нас поверхности, характеризующиеся постоянным значением электрического потенциала. Эти поверхности повторяют рельеф местности. Они огибают строения и верхушки деревьев. Являясь легким свободно блуждающим зарядом, шаровая молния может “сесть” на какую-либо эквипотенциальную поверхность и скользить по ней без затрат энергии. Со стороны же кажется, что она парит над поверхностью Земли и двигается вдоль нее, повторяя рельеф местности.

Шаровая молния в просторном помещении.

Шаровая молния в помещении перед окном (Австрия).

Шаровые молнии стремятся проникнуть в закрытые помещения, залетая туда через форточки, просачиваясь через щели, дырки в стекле и т.д. При этом шаровая молния временно принимает форму сосиски, лепешки или тонкой нити, а затем, пройдя дырку, снова превращается в шар. Форма шара для шаровой молнии энергетически более выгодна. В закрытых помещениях электрическое поле Земли экранируется, и с шаровой молнии частично снимается гнет мощного электрического поля Земли. Именно поэтому неслучайно, влетая через форточку, молния часто опускается до пола.

Шаровые молнии часто притягиваются к металлическим предметам. Это можно объяснить действием закона электромагнитной индукции. Являясь заряженным телом, шаровая молния при приближении к металлическим предметам наводит в них заряд противоположного знака, а затем притягивается к ним, как к противоположно заряженным телам. Шаровая молния может также двигаться вдоль электрических проводов. Поверхность проводника с током несет электрический заряд отрицательного знака. Поэтому шаровая молния, заряженная положительно, притягивается к проводам с током.

В естественных условиях чаще всего шаровая молния 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). В лабораторных условиях похожие на шаровую молнию, но кратковременные горячие плазмоиды удалось получить несколькими разными способами. Установка израильтян для получения горячих плазмоидов по принципу действия напоминает микроволновую печь.

Взрыв шаровой молнии сопровождается генерацией мощного электромагнитного импульса. При взрыве шаровая молния является источником интенсивного рентгеновского излучения.

Некоторые гипотезы, объясняющие возникновение шаровых молний.

Гипотеза Капицы. Академик П.Л. Капица в 1955 г. объяснял появление шаровой молнии и ее некоторые особенности возникновением коротковолновых электромагнитных колебаний в пространстве между грозовыми тучами и земной поверхностью. Между облаками и землёй возникает стоячая электромагнитная волна, и когда она достигает критической амплитуды, в каком-либо месте (чаще всего, ближе к земле) возникает пробой воздуха, образуется газовый разряд. В этом случае шаровая молния оказывается как бы «нанизана» на силовые линии стоячей волны и будет двигаться вдоль проводящих поверхностей. Стоячая волна тогда отвечает за энергетическую подпитку шаровой молнии.

Однако Капице так и не удалось объяснить природу коротковолновых колебаний. К тому же шаровые молнии не обязательно сопровождают обычные молнии и могут появляться в ясную погоду. Энергия подводится к шаровой молнии при помощи электромагнитного излучения диапазона сверхвысоких частот (диапазон дециметровых и метровых волн). Сама шаровая молния рассматривается как пучность электростатического поля стоячей электромагнитной волны, находящейся на расстоянии четверти длины волны от поверхности земли или какого либо проводящего объекта. В области этой пучности напряженность поля очень велика, и поэтому здесь образуется сильно ионизированная плазма, которая и является веществом молнии.

П.Л. Капица предположил, что шаровая молния возникает при поглощении мощного пучка дециметровых радиоволн, которые могут излучаться во время грозы. Несмотря на многие привлекательные стороны данной гипотезы, она все же представляется несостоятельной. Дело в том, что она не может объяснить характера перемещений шаровой молнии, ее причудливого блуждения и, в частности, зависимости ее поведения от воздушных потоков. В рамках данной гипотезы трудно объяснить хорошо наблюдаемую четкую поверхность молнии. К тому же взрыв такой шаровой молнии вообще не должен сопровождаться выделением энергии. Если по каким-то причинам поступление энергии электромагнитного излучения вдруг прекращается, нагретый воздух быстро остывает и, сжимаясь, производит громкий хлопок.

Согласно гипотезе А.М. Хазена шаровая молния часто движется над землей, копируя рельеф местности, потому что светящаяся сфера, обладая более высокой температурой по отношению к окружающей среде, стремится выплыть наверх под действием архимедовой силы; с другой стороны, под действием электростатических сил шар притягивается к влажной проводящей поверхности почвы. На какой-то высоте обе силы уравновешивают друг друга, и шар словно катится по невидимым рельсам. Иногда, правда, шаровая молния делает и резкие скачки. Их причиной может послужить либо сильный порыв ветра, либо изменение в направлении движения электронной лавины.

Нашлось объяснение и еще одному факту: шаровая молния стремится попасть внутрь построек. Любое строение, особенно каменное, поднимает в данном месте уровень грунтовых вод, а значит, возрастает электропроводность почвы, что и привлекает плазменный шар. Если к шаровому «сосуду» подводится слишком много энергии, он в конце концов лопается от перегрева или, попав в область повышенной электропроводности, разряжается, подобно обычной линейной молнии. Если же электронный дрейф по каким-либо причинам затухает, шаровая молния тихо угасает, рассеивая свой заряд в окружающем пространстве.

А.М. Хазен предложил схему возникновения шаровой молнии: «Возьмем проводник, проходящий через центр антенны передатчика сверхвысоких частот (СВЧ). Вдоль проводника, как по волноводу, будет распространятся электромагнитная волна. Причем проводник надо взять достаточно длинный, чтобы антенна электростатически не влияла на свободный конец. Подключим этот проводник к импульсному генератору высокого напряжения и подадим на него короткий импульс напряжения, достаточный для того, чтобы на свободном конце мог возникнуть коронный разряд. Импульс надо сформировать так, чтобы возле его заднего фронта напряжение на проводнике не падало до нуля, а сохранялось на каком-то уровне, недостаточном для создания короны – постоянно светящегося заряда на проводнике. Если менять амплитуду и время импульса постоянного напряжения, варьировать частоту и амплитуду поля СВЧ, то в конце концов на свободном конце провода даже после выключения переменного поля должен остаться и, возможно, отделиться от проводника светящийся плазменный сгусток». Однако необходимость большого количества энергии затрудняет реализацию данного эксперимента.

Гипотеза Б.М. Смирнова. Первым эту гипотезу, правда, предложил Доминик Араго, а в середине 70-х годов ХХ в. ее детально разрабатывал Б.М. Смирнов. Б.М. Смирнов считал, что ядро шаровой молнии – это ячеистая структура, обладающая прочным каркасом при малом весе, причем каркас этот образован из плазменных нитей. Шаровая молния имеет химическую природу. Она состоит из обычного воздуха (имеющего температуру примерно на 100 градусов выше температуры окружающей атмосферы), содержит небольшую примесь озона, окислов азота. Принципиально важную роль играет озон, образующийся при разряде обычной молнии; его концентрация около 3%. Внутри шаровой молнии проходят химические реакции, они сопровождаются выделением энергии. При этом в объеме диаметром 20 см выделяется примерно 1 кДж энергии. Это мало, для всех зарегистрированных шаровых молний таких размеров запас энергии должен составлять примерно 100 кДж. Недостатком рассматриваемой физической модели является также невозможность объяснения устойчивой формы шаровой молнии и существования у нее поверхностного натяжения.

Д. Тернер объяснял природу шаровых молний термохимическими эффектами, протекающими в насыщенном водяном паре при наличии достаточно сильного электрического поля. Энергетика шаровой молнии в его гипотезе определяется теплотой химических реакций с участием молекул воды и ионов.

Новозеландские химики Д. Абрахамсон и Д. Диннис выяснили, что при ударе молнии в почву, содержащую силикаты и органический углерод, образуется клубок волокон кремния и карбида кремния. Эти волокна постепенно окисляются и начинают светиться. Так рождается «огненный» шар, разогретый до 1200–1400°С, который медленно тает. Но если температура шаровой молнии зашкаливает, то она взрывается. Но и эта теория не подтверждает все случаи возникновения шаровых молний.

Гипотеза Фернандеса-Раньяда. Эту гипотезу сложно объяснить, не прибегая к математическим формулам. Речь в ней идет об образовании, похожем на клубок, только состоящий не из нитей пряжи, а из линий магнитного поля. Шаровая молния – это сочетание магнитных и электрических полей, обеспечивающее продолжение одного из них при существовании другого и так далее. Когда эти поля объединяются и взаимно усиливают друг друга, внутри них порождается сильное давление, удерживающее всю структуру. Короче, возникает нечто –”магнитная бутылка”. Внутри этой бутылки накапливается энергия.

Существует довольно много гипотез, предполагающих, что шаровая молния сама является источником энергии. Придуманы самые экзотические механизмы извлечения этой энергии. Согласно идее Д. Эшби и К. Уайтхеда, шаровая молния образуется при аннигиляции пылинок антивещества, попадающих в плотные слои атмосферы из космоса, а затем увлекаемых разрядом линейной молнии на землю. Но пока ни одной подходящей частицы антивещества обнаружено не было. В качестве гипотетического источника энергии называются различные химические и даже ядерные реакции. Но при этом трудно объяснить шаровую форму молнии – если реакции идут в газообразной среде, то диффузия и ветер приведут к выносу «грозового вещества» из двадцатисантиметрового шара за считанные секунды и еще раньше деформируют его. К тому же не известно ни одной реакции, которая бы протекала в воздухе с нужным для объяснения шаровой молнии энерговыделением. Возможно, шаровая молния аккумулирует энергию, выделяемую при ударе линейной молнии.

Гипотеза И.П. Стаханова, или Кластерная теория. Кластер – это положительный или отрицательный ион, окруженный своеобразной “шубой” из нейтральных молекул. Если ион окружен молекулами воды с ориентированными диполями, то его называют гидратированным. Молекулы воды в силу своей полярности удерживаются вблизи ионов силами электростатического притяжения. Два и более гидратированных иона могут объединяться в нейтральный комплекс. Вот из таких комплексов и состоит, согласно гипотезе И.П. Стаханова, вещество шаровой молнии. Таким образом, предполагается, что в шаровой молнии каждый ион окружен “шубой” из молекул воды. Согласно этой теории, шаровая молния представляет собой самостоятельно существующее тело (без непрерывного подвода энергии от внешних источников), состоящее из тяжелых положительных и отрицательных ионов, рекомбинация которых сильно заторможена вследствие гидратации ионов. Рекомбинации мешают ориентированные своими диполями молекулы воды.

Почему молния имеет форму шара? Должна существовать сила, способная удержать вместе частицы «грозового вещества». Почему капля воды шарообразна? Такую форму придает ей поверхностное натяжение, которое возникает из-за того, что ее частицы сильно взаимодействуют между собой, гораздо сильнее, чем с молекулами окружающего газа. Если частица оказывается вблизи границы раздела, то на нее начинает действовать сила, стремящаяся вернуть молекулу в глубину жидкости.

В газах кинетическая энергия частиц настолько превышает потенциальную энергию их взаимодействия, что частицы оказываются практически свободными и о поверхностном натяжении в порциях газа говорить не приходится. Но шаровая молния – это газоподобное тело, а поверхностное натяжение у «грозового вещества», тем не менее, есть, оно-то и обеспечивает у плазмоида форму шара, которую чаще всего имеет шаровая молния. Единственное вещество, которое может иметь такие свойства, это плазма – ионизированный газ.

Плазма состоит из положительных и отрицательных ионов. Энергия взаимодействия между ними гораздо больше, чем между атомами нейтрального газа, больше в этом случае и поверхностное натяжение у сгустка плазмы, чем у порции нейтрального газа. Однако при температурах ниже 1000 градусов Кельвина и при нормальном атмосферном давлении шаровая молния из плазмы могла бы существовать только тысячные доли секунды, так как ионы при таких условиях быстро превращаются в нейтральные атомы и молекулы.

Тем не менее, шаровая молния порой живет несколько минут. При температурах 10–15 тысяч градусов Кельвина кинетическая энергия частиц плазмы становится слишком большой, гораздо больше силы их электрического взаимодействия, и шаровая молния при таком разогреве должна просто развалиться. Поэтому П.Л. Капица и ввел в свою модель мощную электромагнитную волну, способную постоянно порождать новую низкотемпературную плазму. Другим же исследователям, предполагающим, что молниевая плазма более горячая, пришлось придумывать механизм удержания в форме шара слишком горячей плазмы.

Попробуем использовать для стабилизации шаровой молнии воду, которая является полярным растворителем. Ее молекулу можно грубо представить себе как диполь, один конец которой заряжен положительно, а другой – отрицательно. К положительным ионам вода присоединяется отрицательным концом, а к отрицательным – положительным, образуя защитную прослойку вокруг ионов – так называемую сольватную оболочку. Вода может резко замедлить рекомбинацию плазмы. Ион вместе с сольватной оболочкой и называется кластером.

При разрядке линейной молнии происходит практически полная ионизация молекул, входящих в состав воздуха, в том числе и молекул воды. Образовавшиеся ионы начинают быстро рекомбинировать, эта стадия занимает тысячные доли секунды. В какой-то момент нейтральных молекул воды становится больше, чем оставшихся ионов, и начинается процесс образования кластеров. Он тоже длится доли секунды и заканчивается образованием «грозового вещества» – вещества, похожего по своим свойствам на плазму и состоящего из ионизированных молекул воздуха и воды, окруженных сольватными оболочками.

Шаровая молния может возникать в грозовых облаках. Здесь видна ее внутренняя неоднородность.

В конце 60-х годов с помощью геофизических ракет было проведено подробное исследование самого нижнего слоя ионосферы – слоя D, расположенного на высоте около 70 км. Оказалось, что несмотря на то, что на такой высоте воды крайне мало, все ионы в слое D окружены сольватными оболочками, состоящими из нескольких молекул воды.

В кластерной теории предполагается, что температура шаровой молнии меньше 1000°К, поэтому, в частности, от нее нет сильного теплового излучения. Электроны при такой температуре легко «прилипают» к атомам, образуя отрицательные ионы, и все свойства «молниевого вещества» определяются кластерами. При этом плотность вещества молнии оказывается примерно равной плотности воздуха при нормальных атмосферных условиях. Молния может быть несколько тяжелее воздуха и опускаться вниз, может быть несколько легче воздуха и подниматься и, наконец, может находиться во взвешенном состоянии, если плотности «молниевого вещества» и плотность воздуха равны. Поэтому парение – это самый распространенный вид движения шаровой молнии.

Кластеры взаимодействуют между собой значительно сильнее, чем атомы нейтрального газа, отчего образуется поверхность раздела между порцией пространства, заполненного кластерами, и воздухом. Возникающего при этом поверхностного натяжения вполне достаточно, чтобы придать молнии шаровую форму. Крупные молнии больше метра в диаметре встречаются крайне редко, маленькие же встречаются чаще. Энергия шаровой молнии, согласно этой гипотезе, заключена в кластерах. При рекомбинации двух кластеров – отрицательного и положительного – выделяется энергия – от 2 до 10 электрон-вольт.

Обычно плазма линейной молнии теряет довольно много энергии в виде электромагнитного излучения. Электроны, двигаясь в линейной молнии, приобретают очень большие ускорения, отчего и генерируют электромагнитные волны. Вещество шаровой молнии состоит из тяжелых частиц, ускорить их не просто, поэтому электромагнитное поле шаровой молнией излучается слабо, и большая часть энергии выводится из молнии тепловым потоком с ее поверхности. Тепловой поток пропорционален площади поверхности шаровой молнии, а запас энергии пропорционален объему. Поэтому маленькие молнии быстро теряют свои сравнительно небольшие запасы энергии, и поэтому маленькие молнии слишком мало живут.

Так, в состоянии неравновесия с внешней средой молния диаметром в 1 см остывает за 0,25 секунд, а диаметром в 20 см – за 100 секунд. Эта последняя цифра примерно совпадает с максимальным наблюдаемым временем жизни шаровой молнии, но существенно превосходит среднее время ее жизни, равное нескольким секундам.

«Умирает» крупная молния в связи с нарушением устойчивости ее границы. При рекомбинации пары кластеров образуется десяток легких частиц, что приводит при той же температуре к уменьшению плотности «грозового вещества» и нарушению условий существования молнии задолго до того, как исчерпается ее энергия.

Когда утрачивается поверхностная неустойчивость, шаровая молния выбрасывает куски своего вещества и как бы прыгает из стороны в сторону. Выброшенные куски почти мгновенно остывают, подобно маленьким молниям, и раздробленная большая молния заканчивает свое существование. Но возможен и другой механизм ее распада. Если в силу каких-либо причин ухудшается отвод тепла, то молния начнет разогреваться. При этом увеличится число кластеров с малым количеством молекул воды в оболочке, они будут быстрее рекомбинировать, произойдет дальнейшее повышение температуры. В итоге – взрыв.

Но если температура шаровой молнии невелика (около 1000°К), то почему же она столь ярко светится? При рекомбинации кластеров выделившееся тепло быстро распределяется между более холодными молекулами. Но на какой-то момент температура вблизи рекомбинировавших частиц может превышать среднюю температуру вещества молнии более чем в 10 раз. Вот этот газ, нагретый до 10–15 тысяч градусов, и светится так ярко. Таких «горячих точек» в шаре немного, поэтому шаровая молния остается полупрозрачной.

Для образования молнии диаметром в 20 см нужно всего несколько граммов воды, а ее во время грозы обычно предостаточно. Вода чаще всего распылена в воздухе, ну а в крайнем случае шаровая молния может «найти» ее для себя на поверхности земли. При образовании молнии часть электронов может «потеряться», поэтому шаровая молния в целом окажется заряженной положительно, и ее движение будет определяться электрическим полем. Электрический заряд позволяет шаровой молнии двигаться против ветра, притягиваться к предметам и висеть над высокими местами.

Цвет шаровой молнии определяется не только энергией сольватных оболочек и температурой горячих «объемчиков», но и химическим составом ее вещества. При попадании линейной молнии в медные провода появляется шаровая молния, окрашенная в голубой или зеленый цвет – обычные «цвета» ионов меди. Вполне возможно, что и возбужденные атомы металлов тоже могут образовывать кластеры. Появлением таких «металлических» кластеров можно было бы объяснить некоторые эксперименты с электрическими разрядами, в результате которых появлялись светящиеся шары, похожие на шаровую молнию.

Кластерная теория объясняет многое, но не все. Так, в своем рассказе В.К. Арсеньев упоминает о тоненьком хвостике, протянувшемся от шаровой молнии. Пока причина его возникновения необъяснима. Есть мнение, что шаровая молния якобы способна инициировать микродозовую термоядерную реакцию, которая может служить внутренним источником энергии шаровой молнии. Наряду с повышением плотности в центре шаровой молнии предсказывается и повышение температуры вещества в центральной области до величины, когда возможен термоядерный синтез. Этим, в частности, можно объяснить возникновение микроскопических отверстий с оплавленными краями при прохождении шаровой молнии сквозь стекло.

Как защититься от шаровой молнии.

Главное правило при появлении шаровой молнии – не паниковать и не делать резких движений, не бежать! Молнии очень восприимчивы к завихрениям воздуха. Оторваться от шаровой молнии можно только на машине, но никак не своим ходом. Постарайтесь тихо свернуть с пути молнии и держаться дальше от нее, но не поворачиваться к ней спиной. Если вы находитесь в квартире – подойдите к окну и откройте форточку. С большой долей вероятности молния вылетит наружу. Ничего не бросайте в шаровую молнию! Она может не просто исчезнуть, а взорваться, как мина, и тогда тяжелые последствия (ожоги, иногда потеря сознания и остановка сердца) неотвратимы.

Если же шаровая молния задела кого-то и человек потерял сознание, то его необходимо перенести в хорошо проветриваемое помещение, тепло укутать, сделать искусственное дыхание и обязательно вызвать скорую помощь. Технических средств защиты от шаровых молний пока не разработано. Единственный существующий сейчас «шаромолниеотвод» был разработан ведущим инженером Московского института теплотехники Б. Игнатовым, но созданы подобных устройств единицы.

Заключение.

Все приведенные выше гипотезы, скорее, не облегчают, а затрудняют наше понимание природы шаровой молнии. Для того, чтобы просто и ясно описать причины и структуру этого явления, нам прежде всего надо понять природу электро-магнитного поля в целом, оперировать полевыми структурами, а не структурами вещества. Мы же пока способны говорить о поле, только когда оно отображается каким-то образом в веществе. Мы говорим о силовых линиях поля, но ведь на самом деле это выстроенные линейно металлические опилки, видимые нашим глазом, которые мы решили превратить в виртуальные понятия. Да есть ли линии у поля вообще?…

Столь сложное явление, как шаровая молния, мы тоже можем вопринимать только как вещественное явление, а ведь по сути оно таким не является. Можно говорить об оболочке шаровой молнии, и тут предпочтительнее кажется Кластерная теория, но что скрывается под этой сальватной оболочкой? Какова вообще природа полевой субстанции внутри шаровой молнии и насколько она неоднородна? Как и в каких терминах описать эту неоднородность? Все это находится пока за пределами человеческого сознания. Какие бы мы не создавали общие теории поля, проверить их физически не удается не только в масштабе планеты и вселенной, но даже и в масштабе макро- и микромира. А ведь законы организации поля должны действовать на всех уровнях его орагнизации… А пока нет внятного и толкового представления о полевом устройстве мира, все попытки описать частные полевые субстанции выглядят малоубедительными и полны противоречий. Вероятно, чтобы понимать структуры самого поля, необходимо развивать особое абстрактное виденье – виденье не глазами, ушами и кожей, а умом, поскольку ум-сознание, скорее всего, – тоже плевая структура, встроенная в вещество и организующая его по образу и подобию своему.

По материалам А.В. Галанина . 2013. .

Электронное СМИ «Интересный мир». 02.11.2013

Дорогие друзья и читатели! Проект «Интересный мир» нуждается в вашей помощи!

На свои личные деньги мы покупаем фото и видео аппаратуру, всю оргтехнику, оплачиваем хостинг и доступ в Интернет, организуем поездки, ночами мы пишем, обрабатываем фото и видео, верстаем статьи и т.п. Наших личные денег закономерно не хватает.

Если наш труд вам нужен, если вы хотите, чтобы проект «Интересный мир» продолжал существовать, пожалуйста, перечислите необременительную для вас сумму на карту Сбербанка: Мастеркард 5469400010332547 или на карту Райффайзен-банка Visa 4476246139320804 Ширяев Игорь Евгеньевич.

Также вы можете перечислить Яндекс Деньги в кошелек: 410015266707776 . Это отнимет у вас немного времени и денег, а журнал «Интересный мир» выживет и будет радовать вас новыми статьями, фотографиями, роликами.