Шаровая молния – явление, которому физики до сих пор не нашли достойного объяснения. Исследователи из австралийской правительственной Организации научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO) и Национального университета Австралии (ANU) предложили свою версию. По их мнению, всё дело в стекле, через которое светящиеся шары размером с грейпфрут неведомым образом попадают в дом.
График, иллюстрирующий появление шаровой молнии внутри помещения. Толща стекла — в левой части рисунка (иллюстрация Lowke et al./Journal of Geophysical Research Atmospheres).
Судя по рассказам свидетелей необычного природного феномена, длится полёт шаровой молнии около 20 секунд, после чего она так или иначе пропадает из поля зрения наблюдателя (взрывается, уходит в окно, стену, пол и так далее).
Так как видят и описывают шаровую молнию, как правило, обычные люди, то учёным очень сложно понять, что же происходит на самом деле и что является причиной появления странных и опасных шаров.
Воспроизвести шаровую молнию в лаборатории крайне сложно – нужна аппаратура, которая сможет как минимум воссоздать обычную молнию. А это, между прочим, сотня миллионов вольт.
«Шаровую молнию наблюдали сотни людей на протяжении сотен лет, но она до сих пор остаётся для нас загадкой», — говорит в пресс-релизе CSIRO Джон Лоуке (John Lowke), ведущий автор нового исследования.
Чем только не объясняли появление шаровых молний. Гипотезы разгулялись на славу: во всём винили микроволновое излучение, окисление аэрозолей, образующихся в воздухе, ядерную энергию, микроскопические чёрные дыры, тёмную материю и даже антиматерию.
В статье, вышедшей в издании Journal of Geophysical Research Atmospheres, Лоуке и его коллеги пишут, что всё гораздо прозаичнее. Учёные полагают, что дело в стекле, из которого выполнены окна зданий, и оргстекле, из которого делают иллюминаторы самолётов.
«Существует множество свидетельств появления шаровых молний близ окон домов или в кокпите самолёта», — рассказывает Лоуке.
Конечно, шаровые молнии появляются не только близ окон, часто их наблюдали во время разыгравшейся грозы в чистом поле и на море. Однако австралийцы сконцентрировали своё внимание именно на «домашних» случаях.
Лоуке и его коллеги напоминают, что, после того как происходит удар молнии (гигантский электрический искровой разряд в атмосфере), в воздухе остаётся огромное количество отрицательно и положительно заряженных частиц. Обычно они почти мгновенно рекомбинируют, а частицы, которым не досталось пары, отправляются к земле (через проводящие материалы).
Однако некоторые ионы, считают учёные, накапливаются на поверхности непроводящих материалов. Таковым является и стекло. Так как разряд молнии происходит на улице, то заряды скапливаются на внешней стороне окон. Собираясь в достаточном количестве, ионы образуют электрическое поле, которое проникает сквозь стекло.
В результате свободные электроны на внутренней стороне окна воздействуют на молекулы воздуха внутри помещения. Последние выпускают свои электроны и фотоны, которые и образуют светящийся шар.
«Мы впервые представили математическое описание процессов, инициирующих появление шаровых молний», — говорит Лоуке.
Осталось всего ничего, воспроизвести эти процессы в лаборатории. А это, как мы уже сказали, сделать не так-то просто.
Другие учёные ещё не ознакомились с выводами австралийцев, а потому пока сложно сказать, насколько они верны. Сейчас ясно только, что команда Лоуке не учла один серьёзный момент, который описывают многие очевидцы. Шаровые молнии часто заканчивают своё поистине фееричное появление громким хлопком, пишет Discovery.
«Примерно в трети случаев происходит подобие взрыва. Возможно, дело в электрическом поле, которое разогревает газ всё больше. Вся эта масса нагревается сильнее и сильнее, шум, вероятно, обусловлен этим резким расширением», — говорит австралийский учёный.
Однако в статье обоснования этого явления нет, так как это лишь предположение. Исследователи с Зелёного континента надеются, что их последователи разгадают эту загадку.
