Шаровая молния: мифы и реальность
Возникновение шаровой молнии
а) наблюдения очевидцев: Есть свидетельства очевидцев,
которые систематизированы различными исследователями,
поэтому приведу здесь систематизацию из учебной литературы и
некоторых других источников: «В подавляющем большинстве
случаев (более 90%) шаровая молния возникает в период
грозовой активности, когда наблюдаются обычные молнии и
когда напряженность атмосферного электрического поля
особенно велика.
Известны случаи появления шаровой молнии даже в герметически
закрытых помещениях реактивных самолетов. В 1946 году в
тихую погоду шаровая молния появилась в самолете, летевшем
на высоте 12000 метров. Покружила перед носом штурмана,
потом неторопливо проследовала под кресло радиста и
взорвалась там.
Очень часто светящиеся шары наблюдают подводники в
погруженных субмаринах. "Молнии странствуют внутри корпуса,
проникая в разные отсеки» - свидетельствуют моряки.
б) выводы: В соответствии с данной теорией возникновение
шаровой молнии может происходить при попадании монокристалла
химического элемента уран или другого элемента с аналогичной
магнитострикцией (например, редкоземельные элементы) в поле
действия электромагнитного импульса с длительностью
соответствующей частоте сотни мегагерц (т.е. 10-8с).
Подобные импульсы вполне вероятны при разряде обычной
молнии. Но может ли оказаться в канале молнии монокристалл
урана соответствующей массы? Дело в том, что масса монополя
в сотни раз больше, чем масса обычных пылевых частиц.
Для объяснения причины попадания соизмеримых с монополем
масс урана в канал линейной молнии, необходимо рассмотреть
природу обычной линейной молнии. В данном случае нас будут
интересовать молнии «проскакивающие» между облаком и землей.
«В процессе развития молнии выделяют несколько стадий. Основные события здесь
развиваются в сильном электрическом поле, возникающем между
наряженным облаком и землей. Сначала под действием этого
поля сравнительно небольшое количество свободных электронов
движется от облака к земле, ионизируя по пути встречные
атомы воздуха. Возникают электронные лавины - их называют
стримерами, - из которых складывается ярко светящийся
изломанный канал ионизированного воздуха. Это так
называемый ступенчатый лидер, который облако быстро
прокладывает в сторону земли.
Но до земной поверхности лидер обычно не доходит. По мере
приближения к ней он с нарастающей силой тянет к себе
положительные заряды из земли и отталкивает отрицательные
заряды, т.е. электроны. И в какой-то момент под влиянием
этого стремительного лидера из земли (или из какого либо
объекта, соединенного с землей) вырывается и с очень высокой
скоростью устремляется по стримеру в сторону облака огромный
положительный заряд. Это и есть главный, или иначе, обратный
удар - толстый, в несколько сантиметров, электрический шнур.
Обратный удар проносится от земли к облаку с огромной
скоростью (от 1000 до 100000 километров в секунду)».
Вышеизложенные характеристики линейной молнии изложены в
соответствии с изложением этого вопроса в журнале «Наука и
жизнь» за 1979-1980 г.г.
В образовании шаровой молнии главную роль играет состав
этого обратного удара. И неудивительно, что на
экваториальных широтах, где главным образом «проскакивают»
только молнии между облаками, у которых не бывает обратного
удара, шаровые молнии не наблюдаются. Нет ни одного
сообщения о наблюдении ШМ в Арктике и в Антарктике
(естественно, что там тоже неоткуда взяться соответствующему
веществу для обратного удара).
Но что же представляет собой огромный положительный заряд
обратного удара? Он может быть представлен в данном случае
только в виде ионов. А они значительно инертнее электронов.
В отличие от электронов, он не может быть образован с
привлечением огромных объемов земли. Практика показывает,
что удар линейной молнии обычно приходится в одну точку. Эта
точка может находиться или непосредственно на земле, или, к
примеру, на Останкинской башне. В последнем случае эта точка
далеко не всегда оказывается самой высокой точкой этой
башни, как следовало бы ожидать.
Значит, основа для положительного заряда находится в
конкретном месте. А в конкретном месте означает, что должно
быть и конкретное вещество. И ионизация этого вещества
должна происходит за очень короткое время. Очевидно, что
ионизация происходит под действием электрической силы
ступенчатого лидера, приближающегося к земле. Ионизация
вещества электрическим полем может происходить только при
определенной напряженности в зависимости от конкретно
выбранного вещества. Обратный удар молнии произойдет с того
места, где есть вещество, способное «распрощаться» со своими
электронами в первую очередь. То есть. где требуется
наименьшая сила ионизации. А это означает, что при прочих
равных условиях первым участником обратного удара был бы
химический элемент Уран.
Но сколько вещества уходит в обратный удар? Заряд молнии
оценивается в 30-50 кулонов. Такой заряд даже при
минимальной ионизации сосредоточен в миллиграммах вещества.
Выброс этих ионов в сторону ступенчатого лидера происходит
не только под действием электрического поля. Если учесть с
какой скоростью приближается отрицательный заряд в сторону
земли, то станет понятным, за какой короткий промежуток
времени будет преодолен порог ионизации указанной массы
вещества. За этот промежуток будет высвобождена вся энергия
связи кристаллической решетки вещества и она будет
превращена в кинетическую энергию образовавшихся ионов.
Таким образом, обратный удар представляет собой направленный
взрыв вещества навстречу спускающемуся потоку электронов.
Так как мощность взрыва определяется не только массой
взрываемого вещества, но и скоростью взрыва, то становится
понятной сила и мощность обратного удара, несмотря на
мизерность участвующего в этом процессе вещества.
Но только ли ионы оказываются в теле обратного удара? С
учетом неоднородности любого вещества, не каждый атом в
данном участке будет ионизирован при данном пороге
напряженности.
Поэтому в момент взрыва, порождающего обратный удар, будет
вовлечено в его русло и нейтральное вещество. И это вещество
может представлять собой монокристаллы, как наиболее прочные
образования в веществе. И массы их могут доходить до
величин, сравнимых с массой монополя.
Случаи появления шаровой молнии в непосредственной близости
от каких-либо объектов возможны в отсутствии обратного
удара, когда импульсы тока ступенчатого лидера молнии, не
встретив обратный удар, проходят по проводнику и вблизи
этого проводника оказывается монокристалл вещества,
способного преобразоваться в монополь. Это те случаи, когда
шаровая молния «выскакивает» из розетки, телефонного
аппарата и т.п.
Появление шаровых молний в самолетах, подводных лодках или в
других конструкциях, где присутствие электромагнитных
импульсов закономерно, объясняется тем, что монокристаллы
урана оказались в составе конструкции по тем или иным
причинам.