Физика

У причудливого феномена «Шаровая молния» появилось поразительное новое объяснение

Что касается тайн природы, шаровая молния - одна из самых сложных. Кажется, что существует столько же возможных объяснений, сколько и наблюдений, но, несмотря на десятилетия интенсивного интереса, никто не выделяется как явный победитель.

Одна из странных гипотез утверждает, что эти светящиеся шары являются не чем иным, как светом, пойманным в сферу из воздуха. Новый документ добавил новые детали к предложению, установив физические параметры того, на что может быть похож этот легкий пузырь.

На протяжении веков люди регистрировали сообщения о том, что шары света размером с виноградный плод медленно движутся на небольшом расстоянии над землей, часто в середине грозы, сохраняясь, возможно, в течение 10 секунд или около того, прежде чем молча исчезнуть из существования.

Иногда возникает дополнительный эффект или два. Некоторые, как говорят, проходят через стекло закрытого окна. Другие могут с грохотом исчезнуть или даже оставить после себя запах серы.

Более десяти лет назад Владимир Торчигин из Российской академии наук пришел к выводу, что атмосферное явление, которое мы называем шаровой молнией, вовсе не молния, а скорее рикошетирование фотонов внутри воздушного пузыря их собственного производства.

Но какой бы ни была шаровая молния, в истории не так уж мало свидетельств очевидцев.

Однако отделить миф от фактов нелегко, и в прошлом к ​​ним относилась щедрая доза скептицизма. Сегодня исследователи осторожно оптимистичны, что, вероятно, есть что-то для множества наблюдений.

В 1970-х годах исследователь шаровых молний Стэнли Сингер предположил, что есть три существенные особенности, которые должна учитывать любая успешная модель, объясняющая это явление; продолжительность шаровой молнии, ее плавающее движение и ее внезапное исчезновение.

Всего несколько лет назад предполагаемое событие шаровой молнии в Китае было случайно зафиксировано на спектрографе после удара молнии по земле, что дало исследователям пробой электромагнитного спектра.

Исследование подкрепляется объяснением инженера Кентерберийского университета Джона Абрахамсона, который предположил, что светящийся воздух может быть результатом испаренного материала земли, толкаемого ударной волной воздуха.

Другие предложения предполагают облака отталкивающих заряд ионов, собирающихся на изоляторе, таком как стеклянный лист, обеспечивая основу для длительных периодов жизни, а также дрейфующих и «подпрыгивающих» движений.

Идея Торчигина проста и умозрительна. Это не имеет ничего общего с заряженными ионами, и все, что связано с интенсивным потоком фотонов, излучаемых яркой вспышкой в ​​нашей атмосфере.

Читайте также:  Гравитационные волны оставляют заметный след, говорят физики

Поскольку любая частица поглощает и испускает электромагнитное излучение, возникает отдача, называемая силой Абрахама-Лоренца. Теоретически, свет, распространяющийся от удара молнии, заставляет частицы воздуха колебаться, когда они поглощают и пропускают электромагнитное излучение.

Эта сила не так впечатляет в большинстве случаев, как признает даже Торчигин, заявляя, что «эти силы чрезвычайно малы для обычных интенсивностей света, и их действие справедливо игнорируется».

Но чрезвычайная интенсивность удара молнии не является вашей обычной вспышкой. Более того, эти оптические силы могут потенциально значительно увеличиться при правильных условиях.

Эти «правильные условия», по словам Торчигина, включают в себя создание тонкого слоя воздуха, который преломляет свет обратно на себя.

Тонкий слой воздуха - мало чем отличающийся от пленки пузыря - может эффективно фокусировать свет как линзу, усиливая свет достаточно, чтобы вытолкнуть частицы воздуха в границу и создать долгоживущий пузырь, концентрируя фотоны по несколько секунд за раз.

Не все "эмбрионы" шаровых молний были бы успешными, немедленно исчезая из-за отсутствия света или достаточно закрытой оболочки. Но те, кто все-таки болтались поблизости, выглядели бы впечатляюще, если бы проходили призрачный путь практически через любую прозрачную среду.

За несколько лет Владимир и его коллега из Российской академии наук Александр Торчигин выдвинули эту идею в десятки работ.

Последнее обсуждение Владимира по этой теме объединяет многочисленные предположения с физическими моделями для определения плотности света и давления воздуха, необходимых для получения подходящего показателя преломления.

Это может не объяснять некоторые из более жестоких окончаний шаровой молнии, или спектроскопические наблюдения, подобные тем, которые были сняты в Китае, или даже обязательно серные запахи.

Но он дает некоторые цифры, которые могут привести к необходимым экспериментам, которые либо исключают гипотезу, либо дают ей эмпирическую основу.

Вполне возможно, что идея Торчигина сама по себе, конечно, очень горячая. Но пока у нас не будет консенсуса о том, что может быть за этими жуткими, светящимися сферами, он останется одним из наиболее интересных претендентов на теорию шаровой молнии.

Это исследование было опубликовано в Optik.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Back to top button
Close