Книга 100 великих тайн Земли - Александр Волков

Австрийский метеоролог Александр Койл провел статистический анализ 400 сообщений, оставленных теми, кому доводилось видеть шаровую молнию. Чаще всего – в 90 % случаев – ее видели перед грозой, во время грозы или сразу после того, как непогода стихала. В 87 % случаев шаровая молния появлялась в летние месяцы. Почти всегда она имела идеально круглую форму, ее диаметр составлял примерно 30 сантиметров. По прошествии 5 секунд она, как правило, исчезала, хотя некоторым доводилось видеть ее в течение 15 минут. Примерно в каждом четвертом случае она проникала в закрытое помещение. В половине случаев взрывалась с громким хлопком.

Природа шаровой молнии таит немало загадок

Как полемично заявил один из ученых, мы знаем о шаровой молнии не больше, чем древние египтяне ведали о природе звезд. Но все же мы хотя бы представляем себе ее свойства – а потому можем признать ложными самые сенсационные сообщения, например, о мощных взрывах шаровых молний, разрушавших целые здания. В среднем из тысячи описаний подобных молний можно по пальцам одной руки пересчитать число встреч с ними, закончившихся трагически, да и то из этих рассказов неясно, пострадали ли люди именно от шаровой молнии, или причина была в чем-то другом, отмечал российский исследователь Игорь Стаханов.

Что же касается ее природы, то на сегодняшний день имеется более 100 гипотез, претендующих на объяснение физической сути шаровой молнии. Однако ни одна из них не нашла убедительного подтверждения. Кто-то говорит, что шаровая молния – это сгусток плазмы. Но какая сила удерживает его, не дает этому шару распасться? Кто-то видит в ней миниатюрную черную дыру, а кто-то – стянутое в узел энергетическое поле. А может быть, шаровая молния – это всего лишь оптический обман? Что, если сверкнувшая вблизи стрела молнии так сильно раздражает сетчатку человеческого глаза, что тот какое-то время видит перед собой медленно плывущий огненный шар?

Исследования шаровой молнии ведутся уже несколько веков. В свое время получить ее искусственным путем пытались и Никола Тесла, и Петр Капица. И все равно ученые пока не располагают теорией, которая бы объясняла и само появление этой молнии, и описывала феномены, ее сопровождающие. Есть только отдельные гипотезы.

А может быть, в случае с шаровой молнией речь вообще идет о нескольких феноменах разного происхождения, которые мы пытаемся описать «одной формулой»? На эту же мысль наводят и некоторые новые эксперименты, проведенные в последние годы и вызвавшие интерес у специалистов.

В 2000 году журнал Nature представил работу новозеландских химиков Джона Абрахамсона и Джеймса Динниса. Они показали, что при ударе молнии в почву, содержащую диоксид кремния (в природе, например, это кварц, из зерен которого в основном и состоит обычный песок), тот разлагается на составляющие его вещества – в частности, выделяются крохотные, размером в нанометры, частицы кремния. Они сливаются в пылинки, образующие в воздухе небольшое облачко в виде шара. Другие вещества испаряются, и их восходящие пары поднимают этот шар, наружные слои которого окисляются – сгорают – при соприкосновении с атмосферным кислородом. Количество излучаемой им световой энергии примерно соответствует силе свечения шаровой молнии, как об этом рассказывают очевидцы. Когда оболочка шара, состоящая теперь из оксида кремния, разогревается и плавится, весь содержащийся внутри кремний мгновенно окисляется. Происходит взрыв шаровой молнии.

Эта гипотеза дает ответ на вопрос, почему шаровые молнии проникают сквозь оконное стекло. Возможно, кремниевые пылинки настолько малы, что способны просачиваться сквозь мельчайшие трещинки в оконном стекле и раме. Оказавшись в комнате, они снова скручиваются в шар. Впрочем, пока подобная «телепортация» вещества осуществима только на бумаге – в теоретических расчетах. Воспроизвести ее в лабораторных условиях не удавалось. К тому же эта гипотеза не может объяснить все случаи наблюдения шаровых молний.

В 2004 году российские физики Антон Егоров, Сергей Степанов и Геннадий Шабанов описали схему установки, на которой им удавалось получать шаровые разряды, названные ими плазмоидами и напоминавшие шаровую молнию. С помощью разряда в 5000 вольт они испаряли две капли воды, которые находились на электроде непосредственно над поверхностью воды. Частицы плазмы, образовавшиеся при электрическом разряде, окутывались облачком из молекул воды и охлаждались. Температура плазмоида составляла всего 60 °С. Исследователи накрывали этот светящийся шар листом бумаги, но тот не воспламенялся. Если же шар насыщался водородом, то он взрывался, как это и случается порой с шаровой молнией. Впрочем, плазмоиды исчезали уже через секунду. Шаровая молния живет дольше. Кроме того, она возникает не только во время дождя и не только рядом с водой. Значит, есть и какой-то другой механизм зарождения подобных молний.

В 2006 году физики Владимир Дихтярь и Эли Йерби из Тель-Авивского университета наблюдали в лаборатории светящиеся газовые шары. Генерируя их, они разогревали в микроволновом поле кремниевый субстрат, пока тот не испарялся. В воздухе появлялся желтовато-красный шар диаметром около 3 сантиметров, состоявший из ионизованного газа (как видите, он был заметно меньше шаровой молнии). Он медленно плыл в воздухе, ничуть не меняясь. Температура его поверхности достигала 1700 °С. Подобно обычной молнии, он притягивался к металлическим предметам и скользил вдоль них, а вот проникнуть сквозь оконное стекло не мог. В этих экспериментах стекло лопалось, соприкоснувшись с ним. Однако искусственная молния существовала лишь до тех пор, пока не отключался источник излучения. Очевидно, в природе шаровые молнии порождены не микроволновыми полями, а электрическими разрядами. В любом случае исследование подобных молний допустимо в лабораторных условиях.

Запишите на ваши водофоны!

Вода не похожа на другие жидкости. Она полна тайн; она не перестает изумлять нас своими свойствами. Порой она ведет себя так, словно законы физики и химии писаны вовсе не для нее. Так, по теории вода должна быть твердым телом. Однако она пребывает в жидком состоянии. Почему?

Многие аномалии воды, очевидно, обусловлены ее особой молекулярной структурой. Химическая формула воды известна всем. Ее молекула (H2О) представляет собой соединение молекул двух газообразных веществ – водорода (H2) и кислорода (O2). Значит, «газ» плюс «газ» дает в сумме «жидкость»? Это все равно что заявить «четное число» плюс «четное число» дает в сумме «нечетное число».

Почему же сумма двух газовых молекул стала молекулой жидкости? Вместо того чтобы гадать на кофейной гуще, в коей нет ни капли воды, рассмотрим лучше молекулу H2О. Она напоминает массивную «голову» с двумя отростками-щупальцами. «Голова» – это отрицательно заряженный атом кислорода; «щупальца» – положительно заряженные атомы водорода.

Вода – одна из самых загадочных субстанций