Альманах «Знак вопроса» - ЗНАК ВОПРОСА 1994 № 03

Ученый XIX века Пфейль считал, к примеру, что шаровая молния представляет собой ком, состоящий из «космической пыли, перемешанной со снежными кристаллами и окруженной горючими газами, которые образуются сжатием насыщенных электричеством туч».

Араго и Хильденбрасен видели в шаровой молнии уплотненные соединения азота с кислородом, «сильно пропитанные молниевой материей».

Наш соотечественник Н. А. Гезехус в начале XX столетия пришел к выводу о существовании шаровых молний двух типов: шар-конденсатор с азотом и молния-вихрь…

И добро бы, эти споры велись только с чисто теоретических позиций. Нет, огненные шары интересовали некоторых деятелей от науки и чисто практически.

Одним из первых, вероятно, на это обратил внимание наш известный писатель-фантаст Александр Беляев. В 1939 году он пишет ныне почти забытую повесть «Замок ведьм». Сюжет повести незамысловат. Где-то в Судетах, на территории, захваченной нацистами Чехо-Словакии, в заброшенном замке начинает работать некая секретная лаборатория. И вот однажды ночью местный житель Иосиф Ганка видит, как «вдруг в окне показался ослепительно яркий огненный шар величиною с крупное яблоко. Как при свете молнии, ярко озарились стволы сосен. Шар пролетел в отверстие окна и остановился в воздухе как бы в нерешительности, куда направить путь. Потом медленно двинулся вперед от башни по прямой, пролетел несколько десятков метров и начал поворачивать вправо, все ускоряя движение по направлению к одиноко стоящей старой сосне. Вот шар совсем близко подлетел к дереву, скользнул по суку, расщепив его, и с оглушительным треском вошел в ствол. Сосна раскололась и тотчас запылала, окруженная дымом и паром. Из окна в башне раздался торжествующий крик и показалась голова старика со взлохмаченными седыми волосами, освещенная красным пламенем горящей сосны».

В общем, некий профессор Губерман не только создает искусственные шаровые молнии, но и пытается управлять их движением, чтобы превратить «небесный огонь» в надежное оружие.

Лично мне пока так и не удалось докопаться, знал ли А. Р. Беляев, когда писал эту повесть, об опытах с искусственной шаровой молнией, проводимых в ставшем ему родным Ленинграде. Но такие опыты действительно велись. Причем они были продолжены даже в кольце осады.

В грозном 1942 году журнал «Техника — молодежи» писал:

«…Медные полудуги многослойным кольцом охватили основание громадного стеклянного баллона. Постукивает вакуум-насос. Из баллона откачивается воздух. У приборов доктор технических наук Г. И. Бабат и его молодые помощники Игорь Капралов, Наум Айзенбер и Григорий Левенец.

— Включить высокую частоту! — командует Г. И. Бабат. Щелкает рубильник, и в баллоне возникает багрово-огненное кольцо.

— Повысить давление!

В баллон с легким шипением начинает поступать воздух. Багровое кольцо по мере повышения давления стягивается в шар. Цвет его изменяется от фиолетового до зеленого. Давление приближается к атмосферному. В баллоне уже пульсирует ослепительно белый шар. С его поверхности вырываются языки пламени…»

Профессор Бабат и его коллеги получили безэлектродный электрический разряд в переменном поле высокой частоты — 60 миллионов колебаний в секунду. В кварцевой трубке возникала обычная электрическая дуга. Затем электроды раздвигались, и огненный шар некоторое время жил самостоятельно. Бабат считал, что шаровая молния — это плазма, созданная линейной молнией, и что она находится в стремительном вращательном движении. Но в природе нет источника энергии, подобного тому, что был использован в опытах Бабата, и поэтому трудно предположить, что шаровая молния в природе образуется именно таким образом. Громоздкость же лабораторной установки, большое энергопотребление лишали возможности хоть как-то использовать модель Бабата на практике. Но начало плазменным разработкам шаровой молнии было положено.

Уже после окончания войны в 1965 году академик П. Л. Капица подсчитал, что собственных запасов энергии в шаровой молнии должно хватить на ее существование в течение… сотых долей секунды. Шаровая же молния в природе существует иногда несколько минут, причем довольно часто кончает свое существование взрывом значительной силы. Откуда берется на это энергия?

«Если в природе не существует источников энергии, еще нам неизвестных, — писал по этому поводу П. Л. Капица, — то на основании закона сохранения энергии приходится принять, что во время свечения к шаровой молнии непрерывно подводится энергия, и мы вынуждены искать этот источник вне объема шаровой молнии».

И он нашел такой источник. Академик Капица теоретически показал, что шаровая молния, наблюдаемая в природе, представляет собой высокотемпературную плазму, существующую довольно длительное время в результате резонансного поглощения или интенсивного поступления энергии в виде радио-волнового излучения. Он высказал мысль, что искусственная шаровая молния может быть создана с помощью мощного потока радиоволн, сфокусированного в небольшой области пространства. Естественная шаровая молния представляет собой шар диаметром около 20 см, что соответствует длине волны около 70 см.

А лет пять тому назад в одной из лабораторий НИИ механики МГУ под руководством А. М. Хазена была создана еще одна теория огненного шара, которая органично соединила в себе достоинства предыдущих. Исследования показали, что в грозовую погоду природа не только мечет молнии, в это время в атмосфере проносятся невидимые энергетические волны.

В грозу под действием разности потенциалов в атмосфере начинается направленный дрейф электронов, их перетекание из облака в землю. При этом электроны то и дело сталкиваются с атомами воздуха. Причем данные столкновения происходят, казалось бы, вопреки здравому смыслу: чем выше скорость электронов, тем… реже они сталкиваются с атомами. Это приводит к тому, что отдельные атомы, достигшие некой критической скорости, скатываются вниз, словно бы с горки. Такой «эффект горки» перестраивает войско заряженных частиц. Они начинают скатываться не беспорядочной толпой, а шеренгами, подобно тому, как накатываются волны морского прибоя. Только «прибой» в данном случае обладает колоссальной скоростью — 1000 км/с! Энергии этих волн, как показывают расчеты А. М. Хазена, вполне достаточно, чтобы, настигая плазменный шар, подпитывать его своим электростатическим полем, поддерживать в нем электромагнитное колебания.

Словом, на базе физики и математики создана теория, которая дает ответ на многие вопросы, в том числе и на самые главные. Как возникает шаровая молния? Почему она живет столь долго?

С помощью этой теории удалось ответить и на такой, казалось бы, каверзный вопрос. Почему, как отмечают многие наблюдатели, огненный шар частенько движется над землей на одной и той же высоте, точно копируя рельеф местности? Это явление можно объяснить так. С одной стороны, светящаяся сфера, обладая более высокой температурой по отношению к окружающей среде, стремится всплыть наверх под действием архимедовых сил. 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 бы катится по невидимым рельсам.