Шаровая молния — интереснейшая загадка природы
«В наш век, когда физики знают, что происходило в первые секунды существования Вселенной и что творится в ещё не открытых чёрных дырах, всё же приходится с удивлением признать, что основные стихии древности… ещё остаются для, нас загадкой». Так в 70-е годы прошлого века писал советский физик Игорь Стаханов в журнале «Знание — сила».
Не по зубам!
Стаханов имел в виду конкретное явление природы — загадочные и опасные шаровые молнии, которые возникают неизвестно откуда и неизвестно почему, ведут себя очень странным образом и так же таинственно исчезают, нанося (иногда!) серьёзный вред людям и сооружениям.
Надо сказать, что за прошедшие полвека ситуация с шаровыми молниями не слишком изменилась. Для писателей-фантастов это «файербол» (огненный шар), плазменный сгусток, обладающий, возможно, неким подобием разума. Однако серьёзным учёным шаровая молния по-прежнему «не по зубам».
Причём явление непонятно настолько, что некоторые до сих пор считают шаровые молнии просто галлюцинацией, а представленные фото — и видеозаписи, наблюдения очевидцев — монтажом и фальсификацией.
Пришествие дьявола
Первым серьёзным исследователем шаровых молний, верившим в их реальность и тщательно отбиравшим свидетельства очевидцев, был французский естествоиспытатель XIX века Франсуа Араго. В своей книге о шаровых молниях он собрал 30 случаев наблюдений загадочных плазмоидов, которые, по его мнению, были убедительными и заслуживающими доверия.
Одним из самых ярких в истории явлений шаровой молнии, свидетелями которого стали более сотни человек, было «пришествие дьявола» 1638 года в Девоншире (Англия). 21 октября, во время проповеди, над церковью Уидекомин-те-Мур разразилась гроза. Прихожане видели, как после очередного удара грома в церковь влетел огромный огненный шар.
Он заметался между стен, выбил из них несколько крупных камней, обуглил деревянные балки, сломал церковные скамьи и, в довершение всех безобразий, наполнил помещение густым тёмным дымом с запахом серы. После чего исчез так же внезапно, как и появился. Четверо прихожан погибли, около 60 получили ранения.
Как тут было не заподозрить «нечистую силу»? А пособниками её признали двух мужчин, которые посмели во время проповеди играть в карты…
Но «огненный шар», похоже, был на самом деле. Заслуживало внимания и свидетельство английского адмирала Чемберса, человека здравомыслящего и совершенно не склонного к мистификациям. В 1749 году, находясь на палубе своего 52-пушечного фрегата «Монтэгю», он заметил довольно большой, светящийся ослепительно голубым светом шар, который двигался навстречу судну.
Попытки изменить курс ни к чему не привели — шар двигался слишком быстро. Приблизившись к фрегату, шар внезапно взмыл вертикально вверх. Но не успел адмирал облегчённо вздохнуть, как тот взорвался с грохотом «тысячи орудий». Взрывом была уничтожена верхняя часть грот-мачты; шесть человек получили ранения.
Кто убил друга Ломоносова?
В России того времени самым известным, документально подтверждённым случаем явления шаровой молнии оказалась трагическая гибель Георга Рихмана в 1753 году. Рихман, действительный член Санкт-Петербургской академии наук, друг и соратник Михаила Васильевича Ломоносова, много лет занимался исследованием электрических явлений, в частности атмосферного электричества.
6 августа 1753 года в Санкт-Петербурге ожидали сильную грозу; Рихман ушёл с заседания академии, прихватив с собой художника-гравёра (фотографии тогда ещё не было), чтобы запечатлеть работу изобретённого им прибора. Этот гравёр и стал свидетелем трагического происшествия: во время грозы из прибора вылетел светящийся оранжевый шар и ударил Рихмана в лоб. Раздался оглушительный грохот.
Рихман упал замертво, а гравёр был оглушён и сбит с ног. Взрывом сорвало с петель тяжёлую деревянную дверь. Придя в себя, гравёр зарисовал обстановку и труп Рихмана с пятном во лбу, в опалённой одежде и разорванных башмаках, а после рассказал обо всём Ломоносову, который лично прибыл «для расследования».
«Файерболы» нашего времени
После Араго статистика наблюдений за шаровыми молниями значительно пополнилась. Появились фотографии, а впоследствии кино — и видеозаписи свободно передвигающихся «огненных шаров».
В Советском Союзе, естественно, и речи быть не могло о каких-либо мистических причинах возникновения шаровых молний. «Галлюциногенную» гипотезу наши учёные также не принимали всерьёз. Поэтому их исследованием (точнее сказать, исследованием свидетельств очевидцев, так как в лабораторных условиях «файербол» никак не удавалось воспроизвести) занимались известные физики — такие, как Пётр Капица.
Настоящим энтузиастом исследования шаровых молний был уже упомянутый нами Игорь Стаханов, который организовал большую работу по сбору данных об их появлениях. Статистика, собранная Стахановым, содержала около тысячи достоверных фактов наблюдения шаровых молний и дала возможность провести определённую классификацию этих загадочных объектов по размеру, цвету, поведению и т.п.
Удалось установить, что шаровые молнии чаще всего возникают в грозовую (штормовую) погоду. Они могут появляться как вместе с обычными молниями, так и совершенно самостоятельно. Могут «выплыть», как в случае с беднягой Рих-маном, в закрытой комнате из металлического предмета, могут спуститься с грозовых облаков или просто образоваться в воздухе.
Передвигаются они непредсказуемым образом (часто против ветра), совершая хаотические скачки, что и послужило пищей для фантастической идеи об их «разумности». Столкнувшись с человеком или твёрдым предметом, почти всегда взрываются с оглушительным треском, вонючим дымом и весьма неприятными последствиями для объекта столкновения.
Шаровые молнии «любят» залетать в помещения через открытую дверь или окно, но это почти всегда происходит во время грозы.
По форме шаровые молнии бывают круглые, овальные и даже конусообразные. Некоторые из них имеют короткий толстый извивающийся «хвост». Цвет колеблется от тёмно-красного до ослепительного, режущего глаз бело-голубого.
Размеры — самые разнообразные, но чаще всего — не меньше апельсина и не больше футбольного мяча.
О периоде их «жизни» (то есть времени от появления перед наблюдателем до взрыва или «тихого» исчезновения) ничего толком не известно. Не: которые источники указывают предельное время жизни шаровой молнии в природе — две минуты. Но окончательные ответы на вопросы о природе, происхождении и «повадках» шаровых молний будут получены лишь тогда, когда учёные смогут воспроизвести их в лабораторных условиях. И хотя до последнего времени все эти попытки не увенчались успехом, надежда всё-таки есть.
Плазменный сгусток, заряженный электричеством
Именно такое объяснение (к сожалению, пока чисто теоретическое) дают сегодня физики шаровым молниям. Но, коль скоро речь идёт об электрическом явлении, мы не можем не упомянуть опыты Николы Теслы. Очевидцы этих опытов утверждают, что Тесла не только создавал маленькие шаровые молнии, но и управлял их движением по воздуху, «загонял» в коробку и выпускал из неё.
Впрочем, мало ли что рассказывают о чудесах «великого волшебника и мага электричества»? К сожалению, никаких записей самого Теслы по этому поводу или чертежей его установки не сохранилось.
Зато точно известно, чем заканчивались опыты по «воспроизведению» шаровых молний в XX веке. Некоторым учёным (в том числе Петру Леонидовичу Капице в 1942 году) удалось получить светящийся газовый разряд сферической формы при атмосферном давлении. Путём различных органических добавок в основную газовую среду Капица мог изменять цвет и яркость его свечения.
Так что полученный им объект мог бы, наверное, служить моделью «природной» шаровой молнии, если бы не одно обстоятельство: время его жизни составляло лишь микроскопические доли секунды.
С подобной проблемой сталкивались и многие другие экспериментаторы. Невозможность получить в лабораторных условиях более или менее «долгоживущий», подобный шаровой молнии, объект была даже отражена в 2009 году в бюллетене №5 Комиссии Российской академии наук по борьбе с лженаукой: «…в шаровой молнии до сих пор много неясного: не желает она залетать в лаборатории учёных, оснащённые подобающими приборами».
Однако совсем недавно, в марте 2018 года, в средствах массовой информации появилось сенсационное сообщение. Физикам из Финляндии и США удалось получить и сфотографировать объект, напоминающий по своему внешнему виду и свойствам природную шаровую молнию.
Микко Мёттёнен из университета Аалто (Хельсинки) сообщил о том, что они создали синтетическую шаровую молнию, используя два противоположно направленных потока электрического тока. Схожесть синтетической молнии с натуральной Мёттёнен объясняет некоторыми изменениями исходной среды на квантовом уровне, поэтому называет своё детище квантовой шаровой молнией.
Разумеется, понять детали этого события могут лишь специалисты.
Но очень важно, что финская «квантовая шаровая молния» живёт значительно дольше своих лабораторных предшественниц — не миллионные, а сотые доли секунды. Это уже приближает её к природному оригиналу и позволяет с помощью современного оборудования проводить различные лабораторные исследования.
А значит, совсем скоро ещё одна интереснейшая загадка природы — шаровая молния — переместится в другой научный раздел и начнёт, как можно надеяться, служить мирным потребностям человечества.