Кульова блискавка – це загадкове явище природи, про спостереження якого повідомляється упродовж декількох століть. Уявлення про реальні властивості кульової блискавки складається на основі окремих випадків її спостереження, що дає змогу одержати інформацію про її властивості. Ось декілька коротких описів появи і поведінки кульової блискавки. „ … Була сильна гроза, звичайні блискавки били просто в землю, буркіт грому заглушував усі звуки, несподівано стало тихо – лише шуміла злива. Куля кольору слонової кістки, завбільшки з горіх повільно залетіла через кватирку. Увесь час, змінюючи напрямок і швидкість, вона „обстежила” усю кімнату і вилетіла в інше вікно…”

„ …Коли після грози зі зливою виглянуло сонце, ми відчинили вікна і незабаром побачили, як через відкриту верхню частину вікна у кімнату влетіла біла куля. Якийсь час вона повисіла над підвіконням, а потім безшумно коливаючись зліва направо наблизилась до телефонного апарата і зависла біля його нікельованих дзвінків, то майже торкаючись їх, то піднімаючись на 10-15 см. Колір при цьому змінювався від білого до блідо-блакитного. Коли один з присутніх у кімнаті жбурнув книгу в блискучу кулю, пролунав сильний вибух. Кімната наповнилась запахом диму і озону …”

Таких історій опубліковано багато, однак існує тільки з десяток достовірних фотографій. Статистична обробка спостережуваних подій показує, що кульова блискавка, як правило, виникає у грозову погоду (близько 70 % випадків). Вона з’являється поблизу каналу лінійної блискавки (близько 46 %), або з металевих предметів та різних пристроїв – розетки, радіоприймачі, антени тощо (близько 43 %), або запалюється у повітрі з „нічого” (близько 10 %).

Кульова блискавка може вільно проходити через металеві екрани, зачинені вікна і двері, не руйнуючи їх або проплавляючи у них отвори, проникати в ізольовані приміщення (у середину літаків, що летять). Аналіз багатьох спостережуваних подій кульової блискавки дає змогу описати її. Вона є світлим утворенням у повітрі здебільшого сферичної форми діаметром від 1 до 100 см. Час її життя від кількох секунд до хвилини. Кульова блискавка рухається як вертикально, так і горизонтально зі швидкістю від 1 до 10 м/с. Наприкінці свого існування вона може вибухнути, або погаснути. Інтенсивність свічення кульової блискавки у середньому еквівалентна свіченню лампочки розжарення потужністю 100 Вт. Однак її свічення нестаціонарне, і може мати різний колір. Кульова блискавка буває оточена гало, з неї можуть вилітати іскри. Крім того, вона є джерелом радіочастотного випромінювання. Теплове випромінювання її, зазвичай, неінтенсивне. Діапазон її внутрішньої енергії від 0,1 до 103 кДж, густина енергії від 0,1 до 103 Дж/см3. Поява кульової блискавки у приміщенні приводить до збільшення вмісту озону та двоокису азоту в повітря в 50 - 100 разів.

Учені розрізняють два види кульових блискавок: це вільно плаваюча і прикріплена блискавки. Відомо багато випадків, коли вільно плаваюча поблизу людей кульова блискавка була цілком безпечною, вона ніби уникала контакту з ними. Прикріплена блискавка має іншу поведінку, вона затримується на провідниках, або котиться вздовж них, нагріває і навіть плавить метал. На людському тілі вона здатна зробити важкі опіки, або страшні рани (вирвані куски м’язів, тощо).

Можливо, це не два види кульових блискавок, а її різні стани, оскільки здебільшого випадків, коли фіксувався момент руйнування кульової блискавки, її можна описати як прикріплену. Багато учених намагались проникнути в таємницю кульових блискавок. Їхні погляди на це явище природи відображено в понад 100 гіпотезах. Більшість з них умовно можна розділити на плазмохімічні, електричні та такі, що пов’язані з оптичною уявою. Сама кількість висунутих гіпотез свідчить про відсутність усталених поглядів на цю проблему.

Ще 1940 року Я.Френкель опублікував статтю „Про природу кульової блискавки”. За уявленнями автора, кульова блискавка – це кулеподібний вихр суміші частинок пилу, або диму з хімічноактивними газами, активність яких зумовлена електричним розрядом. Цей вихр у цілому електронейтральний і тому може існувати довго. Здатність вільноплаваючої кульової блискавки обминати перешкоди Я.Френкель пояснював ефектом, що спостерігається при русі вихрових кілець, і який зумовлений законами аерогідромеханіки. Для пояснення вибуху кульової блискавки автор цієї теорії використав поняття ланцюгових хімічних реакцій.

Через 15 років академік П.Капиця запропонував свою теорію цього явища. Він вважав, що теорія Я.Френкеля, як і багато інших теорій кульової блискавки, мають єдиний, але суттєвий недолік, вони суперечать законові збереження енергії. Адже згідно з теорією Я.Френкеля, кульова блискавка мусить мати значний запас внутрішньої енергії. А згідно з оцінками П.Капиці внутрішньої енергії цієї блискавки зовсім недостатньо, щоб зумовити усі спостережувані явища. Тому академік П. Капиця вважав, що під час свічення кульової блискавки до неї весь час підводиться енергія. Джерело цієї енергії знаходиться поза самою кульовою блискавкою, а не в ній самій, як вважали раніше учені. Ймовірно, це електромагнетна енергія, що випромінюється в дециметровому діапазоні при атмосферних розрядах. Самі ж радіохвилі інтенсивно поглинаються кульовою блискавкою, яка служить об’ємним резонатором. Кульова блискавка з’являється там, де напруженість поля електромагнетної хвилі здійснює електричний пробій та іонізацію повітря. Те, що кульова блискавка рухається, у цій теорії пояснюється переміщенням пучності стоячих радіохвиль певної довжини. Вибух кульової блискавки П.Капиця пояснює припиненням підводу енергії, якщо, наприклад, різко змінюється довжина радіохвиль, і це призводить до вибухоподібного зменшення сфери розрідженого повітря.

З часу появи цих двох ґрунтовних теорій про природу кульової блискавки пройшло майже півстоліття, але зацікавленість до цієї проблеми не минає. Опубліковано нові статті, з’явились монографії, щорічно проводяться міжнародні конференції з проблем кульової блискавки, функціонує Міжнародний Комітет дослідження Кульової Блискавки. Президентом цього комітету є доктор Станлей Сінґер (Stanley Singer), який є автором найповнішої монографії „Природа кульової блискавки”. Час від часу з’являються нові погляди на природу цього явища.

Складність і багатогранність природи кульової блискавки донині не дає відтворити її в лабораторних умовах, а несподіваність її появи та короткий час життя і сильне емоційне враження, яке вона справляє на людей, ускладнює її вивчення у природних умовах.

Здається дивним, що ми значно краще знаємо, що сьогодні відбувається у глибинах Космосу та атомного ядра, ніж те, що відбувається під час грози за вікном.

Кульова блискавка і сьогодні є чи не єдиним явищем природи, яке не має вичерпного наукового пояснення. Це завдання для науки майбутнього. Тільки невідомо для якої? Фізики чи хімії? А може для психології чи психіатрії? Оскільки багато людей не вірить в її реальне існування і вважає кульову блискавку оптичним обманом. Свідчення очевидців кульової блискавки є подібними до свідчень спостерігачів НЛО. Однак більшість учених вважає це явище реальним.

Таємниця природи ще нерозгадана …

Олександр Гальчинський, канд. фіз.-мат. Наук

Підкорення блискавок

Китайські вчені провели низку успішних експериментів зі спрямування грозових розрядів у задану точку земної поверхні, повідомило агентство Xinhua. Досліди проводились у східній китайській провінції Шаньдун спеціалістами з Академії наук КНР і Китайської академії метеорологічних наук.

Щорічно, за даними китайського метеорологічного управління, кількість загиблих і поранених від блискавок збільшується, збитки перевищують $120 млн. Під час грози різниця потенціалів між земною поверхнею і грозовою хмарою становить мільйони вольт. Коли і куди ця величезна енергія спрямується, передбачити дуже складно. Проте за допомогою спеціальних метеорологічних ракет можна спровокувати розряд атмосферної статичної електрики і спрямувати її в потрібне русло. Ця технологія вже використовується в США, Франції, Японії і Бразилії, зазначив один з учасників проекту вчений Чжан Іцзюнь. Провінцію Шаньдун обрали для проведення експериментів невипадково. Тропічні циклони, що регулярно надходять сюди, забезпечують широке поле для грозових досліджень. А потужний комплекс метеорологічних радарів створює ідеальні умови для їх проведення, повідомляє ІТАР-ТАРС.

Вчені створили кульову блискавку:Вчені з Інституту плазменної фізики імені Макса Планка та університету Гумбольдта в Берліні (Німеччина) зуміли за допомогою підводних електричних зарядів породити в лабораторних умовах кульову блискавку. Явище плазменних хмар, які світяться, тривало біля півсекунди, діаметр отриманої кулі становив 20 см. Феномен кульової блискавки довгий час хвилює вчених. Здійснювалося безліч експериментів, однак її таємниця так і не була до кінця розкрита. В 1753 році російський вчений Георг Ріхманн був вбитий під час одного такого експерименту при спробі піймати блискавку в пастку. Він став першим, хто загинув під час вивчення цього явища. Очевидці кульової блискавки описують її як кулю діаметром 40 см, що змінює колір від червоного до жовтого та синього. Саме явище триває кілька секунд і рідше хвилин. Багато вчених припускають, що кульова блискавка виникає як плазма в результаті удару блискавки об землю. Однак точний механізм її виникнення як і раніше незрозумілий. Фахівці вважають, що експеримент допоможе їм глибше довідатися механізм виникнення процесу формування блискавки, а також знайти шляхи використання плазми як палива на заводах.

Кульова блискавка (модель)

  Аксіома номер один, як головна: у природі нічого нема надприродного, усе що фіксується не в нашій уяві має фізичний аналог, а значить і математичну модель. Наперед хочу застерегти скептиків віднести це до марксистів - фрейдистів, бо духовний світ формулами не описується і визначенням типу “лібідо” не визначається. У нашому випадку – це реальні потоки і аналогів для постановки експерименту чимало.
  Аксіома номер два: експеримент підтверджує теорію.
  Аналог номер один: завихрення направлених потоків в середовищі. Експеримент можна поставити у звичайній ванні, швидко провівши лінійкою по воді, схематичне зображення на рис.1. Вздовж шляху, в середовищі по якому пройшла лінійка утворюються завихрення. Очевидним є те, що умовою їх виникнення є висока швидкість руху предмета в середовищі, в даному випадку більша від швидкості хвиль в воді.

Рис.1.

  Аналог номер два: експеримент ставить сама природа. На рис.2 таке завихрення - утворюється хвилями при набіганні на берег коли нижня частина гальмується, або має меншу швидкість ніж верхня. Але в центрі ми ще спостерігаємо утворення труби. Тому

Рис.2.

ми підходимо до аналогу номер три, де експеримент знову ставить природа, це – торнадо. На рис.3 схематично показано сили, які його утворюють і утримують певний час у рівновазі. За рахунок відцентрових сил, досить великою енергією закручені маси повітря в центральній частині створюють розрідження, так звану трубу. Різниця зовнішнього тиску з внутрішнім утримує відцентрові сили в певній рівновазі досить довгий проміжок часу поки така рівновага не зміниться.

Рис.3.

  Аксіома номер три: усі фізичні явища повинні мати рівновагу сил, енергій і ін. на визначеному проміжку часу. В противному їм нема місця серед фізичних явищ. Якщо в фізичному явищі енергія віддається, або переходить в інший вид, в якийсь момент змінюється рівновага і явище перестає існувати, або розпадається.
На рис.3 ми розглянули власне явище. Але що є складовим утворенням цього слова? Давайте замкнемо верхній і нижній кінець цього смерчу. Правильно, у нас вийде тор.
  Аналог номер чотири: експеримент пропоную не ставити, за нас його поставив знаменитий Чарлі Чаплін, рис.4. Випустивши потік диму, створюється завихрення у вигляді тору, які проходять на границях розподілу густини.

Рис.4.

  Аналог номер п’ять: експеримент ставить знову природа. На рис.5 зафіксовано грозовий розряд. Детальніше розглянемо це явище, де б одночасно зійшлися перечисленні усі фактори. Підчас грозового розряду утворюється канал провідності, який

Рис.5.

нагрівається до високої температури і іонізується. Результатом цього є спалах від високої іонізації і ударна хвиля від каналу нагрітого до високої температури. В момент ударної хвилі кругом каналу провідності утворюється вакуум з іонізованими частинками. В цьому вакуумі виникає велика напруженість магнітного поля (за правилом свердлика, рис.6). Сила Лоренца

Рис.6.

настільки велика, що відхиляє шлях проходження заряду на атмосферних неоднорідностях (за правилом лівої руки). Ми і спостерігаємо непрямолінійний шлях розряду, а ніби звивистий. Сила Лоренца відхиляє потік заряджених частинок. Створюються завихрення, за правилом правої руки, які можуть замкнутися кругом силових ліній магнітного поля, утворивши тор. Достатньо великий імпульс енергії від дії вказаної сили розкручує кругом осі, яка перпендикулярна до каналу провідності, цей електромагнітний тор, створивши кулю. Вчені кажуть, що потрібно добавити плазму... В середині цієї кулі високо іонізований газ – не що інше, як плазма. Урівноваживши усі сили, пропонується модель кульової блискавки (рис.8) Очевидцем кульової блискавки є автор цієї статті і ще двоє свідків. Гроза вже переходила, грім гуркотів десь за селом, відлунюючись від Карпатських гір. Вона залетіла з сусідньої кімнати беззвучно, але всі повернули до неї голови, на висоті 15 – 20 сантиметрів, розміром, приблизно, як тенісний м’ячик. Кольору як тускла лампа денного світла, але світла не випромінювала з коротким хвостом, який швидко щезав.

Рис.7.

Ніби обслідувавши кутовий простір на протязі 5 – 8 секунд, беззвучно щезла в сусідній кімнаті. Ніхто не наважився туди заглянути довгий час. Пізніше виявилося, що в цій кімнаті була ввімкнена електрична плитка. Крім цього до вікна був опущений відвід від довгохвильової антени для радіоли. На рис.7 – реконструкція місця події.

Рис.8.

  Вона, як січкарня, може “вигризати” все на своєму шляху. Скоріше всього кульова блискавка обертається кругом осі як гіроскоп, який не має точки опори. Втрачає оболонку, проходячи скрізь предмети, або набуває її. Має масу, бо на неї діє сила Архімеда, по іншому вона б піднялася в стратосферу як бульбашка повітря у воді. Буває що вибухає, звідси еквівалент енергії зосередженої в ній.
  Тут ми підійшли до аналогу номер шість: будови ядра, або Сатурна. Що буває коли зруйнувати ядро, або його оболонку? Поки що цю гіпотезу відкладемо, бо коли б іскровий розряд зривав електрони з внутрішніх оболонок, і ми б мали надзвичайно сильний спалах рентгенівського випромінювання. Як смерч вона може зруйнувати все на своєму шляху, або розпастися. Очевидці спостерігали над морем розпадання звичайної блискавки (грозового розряду) на декілька кульових.
  Аналог номер сім: будова як у бульбашки (рис. 9), ця гіпотеза частково приймається. Якщо розкрутити тор, у нас вийде щось на подобу бульбашки.

Рис.9.

  Очевидці, досліджуючи місця проходження кульової блискавки, заявляли, що вона може пройти крізь скло, зробивши отвір товщиною з голку, або через стіну “прорізавши” отвір як кружка, це – скоріш за все, реальні розміри ядра в якому зосереджена основна “маса” *. Видимі розміри її від величини грецького горіха, до футбольного м’яча. В момент вибуху над землею кульова блискавка може зробити кратер від 0.3 м до 1 м.
  * маса спокою відсутня, при розсіюванні енергії і досягнення її критичної межі кульова блискавка перестає існувати.