Журнал «Знание-сила» - Знание-сила, 1998 № 04 (850)

Как возникает шаровая молния? Увидеть это посчастливилось лишь каждому десятому из наблюдателей, приславших письма профессору Стаханову. Иногда шаровые молнии возникают рядом с каналом линейной молнии. Однако в двух из каждых трех случаев шаровая молния возникала из розеток, электроприборов, радиоприемников, телевизоров, телефонов, батарей отопления и даже гвоздей, вбитых в стену, то есть из металлических проводников.

Какой формы бывает шаровая молния? В девяти из десяти случаев она и мет форму шара, благодаря чему и получила свое название. Иногда ее шарообразность бывает искажена электрическими полями или потоками воздуха: молния становится похожей на эллипсоид, грушу или совсем теряет правильную форму В двух случаях очевидцы наблюдали молнию в форме кольца.

Почти в половине случаев за время наблюдения молния успевает пройти от одного до десяти метров. Три четверги очевидцев сообщили, что молния двигалась горизонтально, в каждом пятом случае она опускалась вниз и лишь в каждом двадцатом — поднималась вверх. В среднем молния проходит за секунду не больше нескольких метров. Отсюда следует, что шаровая молния состоит из газа, лишь чуть более плотного, чем воздух.

Гипотеза И. Стаханова, объясняющая особенности шаровой молнии, базируется на действии кластерных структур. На рисунке — одна из них (а), состоящая из 21 молекулы воды и протона; б — д — типы вершин этого иона

Почему многие очевидцы считают, что шаровая молния движется «странно», «немотивированно»? Вблизи поверхности земли сила тяжести молнии уравновешивается действием электрического поля от зарядившейся в грозу поверхности почвы. В таком взвешенном состоянии движение молнии зависит либо от воздушных потоков, либо от небольших изменений приземного электрического поля. Именно в этом состоит причина необычности ее движений. Дело в том, что мы не имеем органов, которые реагировали бы на напряженность электрического поля. Во время грозы оно может возрасти вокруг нас в тысячи раз, и тем не менее практически этого мы не ощутим. Поэтому в повседневной жизни мы не знаем, как меняется электрическое поле вокруг нас и, в отличие от поля тяжести, не привыкли считаться с ним, как с возможной причиной, определяющей движение тел.

Другим поразительным свойством шаровой молнии является то, что она может проникать через узкие отверстия и даже щели, деформируясь при этом и вновь восстанавливая сферическую форму после выхода в свободное пространство. Один очевидец видел с расстояния 15 — 20 сантиметров, как в щель в стене «пролезал желтый шарик величиной с крупный апельсин». И уточняет: «Он, вернее, не пролезал, а переливался из одной половины в другую». Другой рассказал, как шаровая молния прошла в комнату через трещину в стекле, сплющившись, так как размер ее был больше размеров трещины.

Такие явления можно объяснить тем, что вещество молнии отчасти похоже на жидкость: оно обладает поверхностным натяжением и не смешивается с окружающим воздухом.

В более поздних редакциях первой анкеты содержался вопрос о световом потоке, испускаемом шаровой молнией. Для оценки предлагалось сравнить его со светом электрической лампочки. Чаще всего очевидцы называли два интервала: 50 — 100 и 100 —200 ватт, на которые в сумме приходится около половины наблюдений. Таким образом, световой поток от шаровой молнии в среднем сравним с тем, который испускает стоваттная электрическая лампочка. Неудивительно не это: оказывается, излучая свет, шаровая молния почти совсем не излучает тепло! Судя по наблюдениям, не может быть речи о температуре в тысячу или тем более в несколько тысяч градусов, которую часто приписывают шаровой молнии.

Редкий случай, когда след шаровой молнии удалось запечатлеть на снимке. Произошло это на окраине бывшего Свердловска

Данные о физиологическом действии шаровой молнии весьма противоречивы. Имеется немало писем, из которых следует, что шаровая молния может причинить сильную травму или даже убить человека. Физиологическое действие шаровой молнии, как правило, сводится к поражению током.

В почте Игоря Стаханова есть сведения о пяти случаях со смертельным исходом.

В одном из них молния поразила человека, сидевшего на мотоцикле позади водителя. Иногда шаровая молния причиняла тяжелые травмы. Так, она образовывала ожоги в виде красной веточки, в виде буквы Z и т.д. Иногда встреча с молнией кончалась легким обмороком, но имеется несколько примеров, когда пострадавший попадал на несколько дней или даже недель в больницу. В одном случае было зафиксировано предынфарктное состояние, боль в сердце, ожог груди.

Столь широкая шкала степени тяжести воздействия вызывает, конечно, законное недоумение. Оказывается, что причина этого заключена не в самой шаровой молнии, а в электрическом состоянии окружающих ее предметов.

Во время грозы на отдельных участках поверхности земли и находящихся на ней предметах могут скапливаться значительные заряды. Часть их нейтрализуется при ударах молнии (каждый разряд переносит в среднем около 25 кулон). По-видимому, шаровая молния обладает свойством снимать с проводников накопленное электричество. При контакте шаровой молнии с заряженным проводником в нем возникает кратковременный импульс тока, при котором заряды, проходя через шаровую молнию. рассеиваются в воздухе. Сама шаровая молния в этот момент распадается, что и воспринимается наблюдателями, как взрыв.

Энергия, выделяющаяся при взрыве, не имеет никакого отношения к энергии, запасенной в самой шаровой молнии. Энергия накапливается в заряженных проводниках, а шаровая молния служит лишь «спусковым крючком» для освобождения этой энергии.

С этой точки зрения понятно, почему контакт шаровой молнии с предметами иногда кончается «безрезультатно». Это просто означает, что проводник не был заряжен. А так как мы не воспринимаем непосредственно электрические поля нашими органами чувств, то мы ничего и не знаем о плотности зарядов на окружающих нас телах. Поэтому столь неожиданным кажется нам различное поведение шаровой молнии при столкновении с ними. Итак, в отсутствие зарядов встреча с шаровой молнией безопасна.

Линейная молния ударила в провода недалеко от столба. Вслед за этим на проводе около столба возникла желто-зеленая вспышка, которая стала разгораться. Из нее образовался шар диаметром около 15 сантиметров, начавший медленно, но с небольшим ускорением катиться по провисающему проводу. Постепенно шар становился красным, затем упал на мостовую, рассыпая вокруг себя искры, и начал прыгать вдоль мостовой, как мячик, подскакивая вверх на 10 — 15 сантиметров. После нескольких скачков он распался на куски, которые тут же погасли. Все это происходило в течение 10 — 20 секунд.