Ученым из Китая впервые удалось заснять шаровую молнию и изучить ее спектр. Все произошло случайно. Летом 2012 исследователи находились на Тибетском нагорье и изучали обычные молнии.

Согласно их информации, шаровая молния образовалась после того, как в землю ударила обычная. Она двигалась со скоростью 8,6 м/с, а ее диаметр был равен нескольким метрам. Однако уже через 1,6 секунды шаровая молния исчезла.

Ученые сделали запись, находясь на расстоянии 900 метров от молнии, поэтому на видео она выглядит маленьким светлым пятном. Помимо обычной камеры специалисты использовали высокоскоростную и спектрометры, благодаря которым и появилась возможность изучить это загадочное явление природы.

Анализ спектра показал, что на нем есть элементы почвы: кремний, железо, кальций, алюминий и др. Полученные данные могут подтвердить предположение новозеландских учёных: шаровые молнии являются облаками, которые появляются после удара обычных молний о землю. Внутри этих облаков идет окисление раскалённых наночастиц почвы.

Однако делать выводы рано, так как это единственный случай наблюдения за шаровой молнией при помощи специального оборудования, сообщает PRL.

Китайские ученые «допросили» естественную шаровую молнию

Исследователи проводили съемку молний на видеокамеру и высокоскоростную фотокамеру со спектроскопом во время грозы на высокогорном плато, когда в зоне видимости камер появилась шаровая молния. Как отмечают исследователи, шаровая молния образовалась в результате удара обычной молнии и этот был момент зафиксирован видеоаппаратурой.

Шаровая молния просуществовала 1,64 с и этот интервал четко делится 3 этапа: возникновение, этап стабильного существования и разрушение. На этапе формирования шаровая молния имела светло-фиолетовый цвет, который сменился на оранжевый на стадии постоянной интенсивности, а затем на красный - на стадии разрушения. Высокоскоростная фотосъемка показала, что на этапе стабильности интенсивность шаровой молнии все же демонстрировала колебания с частотой около 100 Гц, которые авторы связывают с воздействием расположенной на расстоянии 20 м от шаровой молнии высоковольтной линии.

Спектральный анализ шаровой молнии показал наличие линий Si I, Fe I, Ca I, что подтверждает теорию Абрахамсона о внутреннем источнике энергии, связанным с медленным окислением наночастиц кремния. Как отмечают авторы, полученные данные дают возможность делать выводы о природе только этой конкретной шаровой молнии, и вполне вероятно, что механизм Абрахамсона может быть не единственным.

В заключении следует отметить, что трудно переоценить значение данной работы. На данный момент существует достаточное количество визуальных наблюдений естественных шаровых молний и множество удачных экспериментов по созданию искусственных, но впервые удалось с помощью научной аппаратуры исследовать возникшую в естественных условиях шаровую молнию.

Одно из первых упоминаний о наблюдении шаровой молнии относится к 1718 году, когда в один из апрельских дней во время грозы в Куэньоне очевидцы наблюдали три огненных шара диаметром более одного метра. А в 1720 году 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 ее.

В научной работе, опубликованной в журнале Journal of Geophysical Research Atmospheres, ученые объединенной организации научных и индустриальных исследований и австралийского Национального университета, выдвинули теорию, подкрепленную математическими выкладками, которая объясняет процессы, приводящие к появлению, происходящие при формированию шаровых молний.

В основе теории лежит предположение, что шаровая молния не является результатом воздействия микроволнового излучения, аннигиляции антивещества или медленно горящих мелких частичек кремния, которые являются побочными продуктами обычного грозового разряда.

Согласно этой теории, накопленные в воздухе ионы создают в воздухе электрические поля, которые действуют как препятствия для дальнейшего движения ионов. Наличие таких препятствий в некоторых случаях становится причиной скопления высокоионизированного газа в малой области пространства, своеобразного зародыша шаровой молнии. Существование препятствий из электрических полей, по мнению ученых, объясняет тот факт, что некоторые шаровые молнии видны как будто бы они находятся за толстым слоем стекла.

Такая теория объясняет, почему шаровые молнии чаще всего возникают во время гроз и неподалеку от мощных излучателей энергии. Грозовые разряды и излучатели радаров самолетов являются мощными источниками потоков ионов, которые скапливаются и возбуждают молекулы воздуха, что приводит к формированию шаровой молнии, которая затем разрушается тихо или громко, взрываясь, как хороший заряд.

Наиболее важным моментом новой теории шаровых молний является то, что в ее основе лежат математические решения, использующие общепринятые уравнения движения ионов, электронов и других заряженных частиц, пишет wordscience.org. Именно поэтому такую теорию легко или сложно, но будет возможно проверить на практике. Помимо этого, теория не входит в противоречие со свидетельствами совсем уж экзотических случаев, когда шаровые молнии без помех могли пройти сквозь слой стекла или “усаживались” прямо на носу самолета, не нанося никакого вреда.

Вполне вероятно, что новая теория, после проведения серии экспериментов, опытов и коррекций, позволит создать в лабораторных условиях искусственную шаровую молнию, сообщает www.dailytechinfo.org. А это, в свою очередь, может стать основой совершенно новых научных, промышленных приборов и устройств, и, вероятно, даже оружия, стреляющего шаровыми молниями.

Ученые разоблачили шаровую молнию

Шаровая молния в большинстве случаев всего лишь зрительная галлюцинация. Такую гипотезу выдвинули Александр Кендл и Йозеф Пер из Инсбрукского университета . По их словам, большую часть сообщений о загадочном природном явлении можно связать с появлением фосфенов зрительных ощущений, возникающих без воздействия света на глаз.
Как правило, шаровые молнии описывают как небольшие ярко светящиеся круглые объекты, которые возникают при вспышках молнии и в течение нескольких секунд медленно перемещаются на уровне глаз наблюдателя. Ученые отмечают, что такие же круги и пятна человек может видеть при нажатии на закрытый глаз, при химическом воздействии на центральную нервную систему психотропными средствами или электрическом возбуждении зрительных центров головного мозга.

Кроме того, появление фосфенов может вызывать процедура транскраниальной магнитной стимуляции метод, позволяющий стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов.

Завершающая стадия развития молнии это обратный удар, направленный от поверхности земли к небу. Обычно на одну вспышку приходится от двух до пяти ударов, но иногда это число вырастает до 20 и более. Длительность многократной молнии составляет одну две секунды. Каково же было удивление исследователей, когда результаты влияние такой молнии на человека практически идеально совпали с параметрами воздействия ТМС! По оценкам физиков, чтобы человек увидел шаровую молнию и при этом остался невредим, ему нужно находиться в 20 200 м от места удара молнии. При этом как минимум в одном случае из ста у людей появляются зрительные галлюцинации.

Как отмечают Кендл и Пер, их гипотеза может объяснить некоторые приписываемые шаровой молнии свойства например, ее способность беспрепятственно проходить сквозь дерево или металл. Однако, с другой стороны, шаровые молнии иногда могут наблюдаться в течение десятков секунд и оставлять после себя видимые следы присутствия. Разумеется, такие случаи с галлюцинациями не связаны, заключают исследователи.

Одно из самых ранних описаний шаровых молний датируется 21 октября 1638 года. Тогда во время богослужения в английской церкви после встречи с большим огненным шаром погибли четыре человека и 60 были ранены, а сама церковь была частично разрушена. Верующие утверждали, что видели черта и адский огонь; позже стали говорить, что это была кара Господня, так как во время проповеди два прихожанина играли в карты.

Ученые из Академии ВВС США в Колорадо разработали метод, который позволяет им создавать облака плазмы, которая существует, плавая в воздухе, около половины секунды. Такие облака плазмы, известные всем как шаровые молнии и огни Святого Эльма, появляются в наших небесах естественным путем, но они являются крайне редким явлением, из-за чего людям известно очень мало об их природе и о процессах, порождающих эти явления.

Известен тот факт, что талантливейшему физику и изобретателю Николе Тесле удавалось сделать искусственные шаровые молнии во время его работы в лаборатории в Колорадо-Спрингс в 1899-1900 годах. Но, к сожалению, остается неизвестным и по сей день, мог ли Тесла как-нибудь управлять этим явлением. Также канули в лету технологии и методы, использованные Теслой для создания шаровых молний, поэтому ученым, занимающимся изучением данного явления, приходится проходить тернистый путь исследований заново.

Недавно, исследователи из одной лабораторий Академии ВВС США описали в журнале Journal of Physical Chemistry процесс, с помощью которого они создают на поверхности раствора токопроводящего электролита тлеющий разряд, состоящий из электрически заряженного газа - плазмы. Вот что рассказывает по этому поводу Доктор Линдси , один из исследователей, в интервью издательству BBC:

На начальных этапах электрического разряда, приводящего к формированию плазмоида, у происходящих процессов есть много общего с процессами, имеющими место при разряде обычной молнии. Оба процесса начинаются с появления маленьких дуг электрических разрядов, только в данном случае эти разряды не пронзают воздух, а начинаются на поверхности электролита. В дальнейшем плазма, производимая дугами электрических разрядов, сбивается в единое облако, в плазмоид, который отрывается от электролита, существует некоторое, правда весьма непродолжительное время абсолютно самостоятельно.

Изменяя состав и концентрацию раствора электролита и делая с помощью высокоскоростной камеры записи экспериментов, ученые выяснили, что увеличивая кислотность до какого-то предела можно увеличивать длительность жизни плазменных шаров и влиять на некоторые другие характеристики плазмы.

То, чего уже удалось добиться ученым, позволило им произвести достаточно подробный анализ шаров плазмы, исследовать их состав и происходящие внутри них процессы. Но ученым предстоит проделать еще немало работы для того, чтобы убедиться в том, что именно такие процессы или им подобные приводят к формированию настоящих шаровых молний в природе и какие процессы снабжают шаровые молнии энергией, позволяя им существовать достаточно длительное время и даже производить разрушения в некоторых случаях.

Источники: 24smi.org, kirensky.ru, www.mk.ru, frend.org.ua, www.dailytechinfo.org