М О Л Н И И
Подсчитано, что ежедневно в атмосфере нашей планеты бушует 44 тысячи гроз, и каждую секунду в землю вонзается свыше 100 молний. Но самым грозовым местом в мире признан город Багор на острове Ява (Индонезия). Здесь молнии сверкают в среднем 322 дня в году.
Страной злых молний называют большой район на юго-западе африканской станы Кении. Ежегодно от разгула стихии (молнии здесь бороздят небо 210 дней в году) погибают до ста человек, много домашнего скота, разрушаются сотни домов.
А вот о жителях селения Оравикоски в Финляндии можно без преувеличения сказать, что они живут среди молний. Здесь даже был зарегистрирован такой рекорд: 2276 молний, которые разрядились только в землю. С Оравикоски конкурирует Долина молний на юге Болгарии. Местные жители рассказывают, что здесь, в период дождей, молнии сыплются, как из рога изобилия.
Опасным считается ущелье Ужмурис Хеви в Грузии, что в переводе означает "нечистая сила". Если, не дай Бог, кому случится попасть сюда во время грозы, можно серьезно подорвать свое здоровье. У человека поднимается температура, начинается лихорадка. Это происходит оттого, что во время грозы в ущелье аккумулируется атмосферное электричество в таком огромном количестве, что "заряжает" все живое. Чтобы спасти пострадавшего, его нужно "разрядить" с помощью металлических предметов.
Что же с точки зрения физики молния? Это √ разряд электрического тока, возникающий внутри облаков или между облаком и землей. На каждые несколько слабых разрядов приходится один мощнейший, когда молния ударяет с особой силой с облаков в землю и возвращается обратно. Температура внутри молнии достигает 30 тысяч градусов, что в пять раз выше температуры на поверхности Солнца!
Синоптики в большинстве случаев предсказывают наступление грозовых дней, но вот поведение молнии во многих случаях не поддается прогнозированию и пониманию. Один случай удивительнее другого: молния сжигает белье, не затрагивая верхнюю одежду, "сбривает" с человека все волосы, вырывает из рук металлические предметы, отбрасывая их на большое расстояние и не причиняя вреда держащему; молния сплавляет в один слиток все монеты, не сжигая лежащих рядом бумажных денег; уничтожает надетую на шею цепочку, оставляя на коже ее отпечаток, не сходящий в течении нескольких лет; молния насквозь поражает человека, войдя в грудь и выйдя из спины, однако на теле при этом не остается ни следа (более того, у пострадавшего исчезает хроническая язва желудка). Но в этих случаях все закончилось для пострадавших лишь испугом.

А вот куда более страшные свидетельства: молния фиксирует на теле убитого ею человека крошечное изображение дерева, под которым тот прятался во время грозы; рассекает человека с ног до головы, как топором; группа людей, погибшая от удара молнии, рассыпается в прах на глазах у спасателей; тело убитого человека не коченеет и не разлагается √ время как бы остановилось в нем навсегда┘
Слепая стихия способна также надолго привязаться к объекту своей "любви". Кого-то молния бьет "шутя", кого-то убивает с четвертого-пятого раза, а некоторые свои жертвы не оставляет и после их гибели √ вонзается в могилы, разрубает пополам надгробия и сжигает кресты┘
Очень не повезло в этом смысле канадскому офицеру Саммерфорду. Первое свое ранение он получил еще во время Первой мировой войны в 1918 году √ его сбросил с лошади удар молнии. Демобилизовавшись по инвалидности, он уехал в родной город и в 1924 году во время рыбалки попал в грозу. От мощнейшего небесного разряда у него парализовало правую часть тела. Через шесть лет, гуляя по городскому парку, отставной майор вновь получил "жгучий" поцелуй молнии и через несколько дней скончался. Еще через четыре года, когда над его родным городом Ванкувером разразилась очередная гроза, молния разбила лишь одно надгробие. Это было надгробие Саммерфорда!

Удивительная история произошла с мужьями болгарки Марты Маикия. Все три ее мужа (американец, француз и немец) были убиты молнией вскоре после свадьбы. Больше Марта никого не решилась осчастливить своей любовью┘
Порой происходят и вовсе необъяснимые вещи. Пакистанский крестьянин Нафтула Муххаменд семь суток не приходил в сознание после удара молнии, а очнувшись. заговорил на чистейшем японском языке! А ведь бедный крестянин был малограмотным и в Стране восходящего солнца никогда не бывал┘
Известны также случаи, когда молния, ударив в человека, изменяла его характер, привычки, дарила какие-то новые способности и таланты.
"Гнезда молний" √ так называют в народе места, куда грозовые разряды бьют с завидным постоянством. В древности такие зоны наделялись в сознании людей магическими свойствами. Их даже огораживали огромными валунами, создавая сооружения наподобие знаменитого Стоунхенджа. Африканские колдуны и по сей день используют такие места для своих ритуалов. Они чертят на земле круг и порой несколько часов подряд исполняют ритмичный танец, пока в выбранное место не вонзается молния┘
На Руси испокон века в местах удара молний всегда рыли колодцы. Считалось, что молния указывает место, где подземный источник ищет выход на поверхность. Молнии "виноваты" и в том, что скифские курганы были разграблены еще в древности: воры выбирали холмы, куда чаще всего били молнии, и находили там золото.
Уже в наши дни в городке Коростень Житомирской области в месте, куда постоянно били молнии, обнаружили развалины храма неизвестной цивилизации. Издавна в городке ходила легенда о том, что на месте поляны, "облюбованной" молниями, стояла усадьба пана, славящегося своей жестокостью. Но однажды грозовой разряд убил пана и сжег его усадьбу. С тех самых пор молнии бьют в поляну, а иногда на ней возникает странное свечение, и в небо поднимается луч, словно где-то под землей включается прожектор. Когда археологи начали там раскопки, то обнаружили, римские монеты, руины древнего сооружения из монолитных каменных блоков 6х8 метров, бронзовую статую идола и каменные плиты с надписями на неизвестном языке┘ Скорее всего, на этой территории еще задолго до появления Киевской Руси существовала высокоразвитая цивилизация.

Все кочевники,евразийских степей, от киммерийцев и скифов,до монголов и половцев чтили священную силу Неба-Тенгри... Воплощением этой силы считалась молния...Молнии и грозы они страшно боялись...Действительно, в грозу всадник в степи, да ещё с торчащим вверх копьём-просто ходячий громоотвод...

Ш А Р О В А Я
М О Л Н И Я
Подавляющее большинство людей может за свою жизнь наблюдать много разрядов обычной молнии, так и не увидев ни разу молнии шаровой.
А насколько часто шаровые молнии возникают на самом деле? Естественным масштабом для сравнения является частота появления линейных молний. Мы часто видим такую молнию издалека, но оказаться вблизи от места, в которое она ударила, ≈ довольно редкое событие. Средний диаметр шаровой молнии составляет двадцать ≈ тридцать сантиметров, хотя чаще встречаются маленькие молнии. Из собранных данных следует, что молнии, появляющиеся при ясной погоде, значительно крупнее возникающих во время грозы и наблюдаются в течение более длительного времени. Но в ясную погоду легче увидеть молнию с большого расстояния, так что длительность наблюдения оказывается больше и имеется тенденция к завышению ее диаметра ≈ светящийся удаленный объект кажется больше, чем на самом деле. Все же в половине случаев шаровая молния появляется в радиусе пяти метров от наблюдателя, а в каждом шестом случае пролетает ближе, чем в метре от человека.
Иногда шаровые молнии возникают рядом с каналом линейной молнии. Однако также шаровая молния может возникнуть и из розеток, электроприборов, радиоприемников, телевизоров, телефонов, батарей отопления и даже гвоздей, вбитых в стену, ≈ то есть из металлических проводников.

Иногда ее шарообразность бывает искажена электрическими полями или потоками воздуха: молния становится похожей на эллипсоид, грушу или совсем теряет правильную форму. Очевидцы наблюдали молнию в форме кольца.

За время наблюдения молния успевает пройти от одного до десяти метров. Она состоит из газа, лишь чуть более плотного, чем воздух.
Почему многие очевидцы считают, что шаровая молния движется ╚странно╩, ╚немотивированно╩?

Вблизи поверхности земли сила тяжести молнии уравновешивается действием электрического поля от зарядившейся в грозу поверхности почвы. В таком взвешенном состоянии движение молнии зависит либо от воздушных потоков, либо от небольших изменений приземного электрического поля. Именно в этом состоит причина необычности ее движений. Дело в том, что мы не имеем органов, которые реагировали бы на напряженность электрического поля. Во время грозы оно может возрасти вокруг нас в тысячи раз, и тем не менее практически этого мы не ощутим. Поэтому в повседнвной жизни мы не знаем, как меняется электрическое поле вокруг нас и, в отличие от поля тяжести, не привыкли считаться с ним, как с возможной причиной, определяющей движение тел.
Другим поразительным свойством шаровой молнии является то, что она может проникать через узкие отверстия и даже щели, деформируясь при этом и вновь восстанавливая сферическую форму после выхода в свободное пространство. Один очевидец видел с расстояния 15 ≈ 20 сантиметров, как в щель в стене ╚пролезал желтый шарик величиной с крупный апельсин. И уточняет: ╚Он, вернее, не пролезал, а переливался из одной половины в другую╩. Другой рассказал, как шаровая молния прошла в комнату через трещину в стекле, сплющившись, так как размер ее был больше размеров трещины.
Такие явления можно объяснить тем, что вещество молнии отчасти похоже на жидкость: оно обладает поверхностным натяжением и не смешивается с окружающим воздухом.
Таким образом, световой поток от шаровой молнии в среднем сравним с тем, который испускает стоваттная электрическая лампочка. Но удивительно не это: оказывается, излучая свет, шаровая молния почти совсем не излучает тепло! Судя по наблюдениям, не может быть речи о температуре в тысячу или тем более в несколько тысяч градусов, которую часто приписывают шаровой молнии.
Чем грозит человеку встреча с шаровой молнией?

Примерно в 1995 году от молнии погиб мой знакомый...

Ой

Данные о физиологическом действии шаровой молнии весьма противоречивы. Имеется немало писем, из которых следует, что шаровая молния может причинить сильную травму или даже убить человека. Физиологическое действие шаровой молнии, как правило, сводится к поражению током.
В почте профессора Игоря Стаханова есть сведения о пяти случаях со смертельным исходом. В одном из них молния поразила человека, сидевшего на мотоцикле позади водителя. Иногда шаровая молния причиняла тяжелые травмы. Так, она образовывала ожоги в виде красной веточки, в виде буквы Z и т.д. Иногда встреча с молнией кончалась легким обмороком, но имеется несколько примеров, когда пострадавший попадал на несколько дней или даже недель в больницу. В одном случае было зафиксировано предынфарктное состояние, боль в сердце, ожог груди.
Столь широкая шкала степени тяжести воздействия вызывает, конечно, законное недоумение. Оказывается, что причина этого заключена не в самой шаровой молнии, а в электрическом состоянии окружающих ее предметов.
Во время грозы на отдельных участках поверхности земли и находящихся на ней предметах могут находиться значительные заряды. Часть их нейтрализуется при ударах молнии (каждый разряд переносит в среднем около 25 кулон). По-видимому, шаровая молния обладает свойством снимать с проводников накопленное электричество. При контакте шаровой молнии с заряженным проводником в нем возникает кратковременный импульс тока, при котором заряды, проходя через шаровую молнию, рассеиваются в воздухе. Сама шаровая молния в этот момент распадается, что и воспринимается наблюдателями, как взрыв.

Редкий случай, когда след шаровой молнии удалось запечатлеть на снимке. Произошло это на окраине бывшего Свердловска.
Энергия, выделяющаяся при взрыве, не имеет никакого отношения к энергии, запасенной в самой шаровой молнии. Энергия накапливается в заряженных проводниках, а шаровая молния служит лишь ╚спусковым крючком╩ для освобождения этой энергии.
С этой точки зрения понятно, почему контакт шаровой молнии с предметами иногда кончается ╚безрезультатно╩. Это просто означает, что проводник не был заряжен. А так как мы не воспринимаем непосредственно электрические поля нашими органами чувств, то мы ничего и не знаем о плотности зарядов на окружающих нас телах. Поэтому столь неожиданным кажется нам различное поведение шаровой молнии при столкновении с ними. Итак, в отсутствие зарядов встреча с шаровой молнией безопасна.
Так что же это такое?

Окончательного ответа физики еще не нашли, да и не могли найти до проведения широких исследований наблюдений очевидцев: слишком мало было информации. Тем не менее число различных гипотез о природе шаровой молнии значительно превосходит сотню.
Интерес Игоря Стаханова к проблеме шаровой молнии тоже начался с гипотезы, выдвинутой им в начале семидесятых годов. Стаханов, как и многие другие физики, исходил из того, что шаровая молния состоит из вещества, находящегося в состоянии плазмы. Плазма похожа на газообразное состояние с единственной разницей: молекулы вещества в плазме ионизованы, то есть потеряли (или, наоборот, приобрели лишние) электроны и перестали быть нейтральными. Это значит, что молекулы могут взаимодействовать не только как частицы газа ≈ при столкновениях, но и на расстоянии с помощью электрических сил.
Разноименно заряженные частицы притягиваются. Поэтому в плазме молекулы стремятся вернуть себе потерянный заряд путем воссоединения (на физическом языке ≈ рекомбинации) с оторванными электронами. Но после рекомбинации плазма превратится в обычный газ. Поддерживать жизнь плазмы можно только до тех пор, пока рекомбинации что-то мешает, ≈ как правило, очень высокая температура.

Шаровая молния ┘на улице
Линейная молния ударила в провода недалеко от столба. Вслед за этим на проводе около столба возникла желто-зеленая вспышка, которая стала разгораться. Из нее образовался шар диаметром около 15 сантиметров, начавший медленно, но с небольшим ускорением катиться по провисающему проводу. Постепенно шар становился красным, затем упал на мостовую, рассыпая вокруг себя искры, и начал прыгать вдоль мостовой, как мячик, подскакивая вверх на 10 ≈ 15 сантиметров. После нескольких скачков он распался на куски, которые тут же посасли. Все это происходило в течение 10 ≈ 20 секунд.
Если шаровая молния ≈ это плазменный шар, то она обязана быть горячей. Так рассуждали сторонники плазменных моделей до Стаханова. А он заметил, что существует и другая возможность. Ионы, то есть молекулы, потерявшие или захватившие лишний электрон, могут притянуть к себе обыкновенные нейтральные молекулы воды и окружить себя прочной ╚водяной╩ оболочкой, запирающей лишние электроны внутри и не дающей им воссоединяться со своими хозяевами. Такое возможно потому, что молекула воды имеет два полюса: отрицательный и положительный, за один из которых и ╚хватается╩ ион в зависимости от своего заряда, чтобы притянуть молекулу к себе. Значит, сверхвысокие температуры больше не нужны, плазма может оставаться и ╚холодной╩, не горячее 200-300 градусов.

┘на кухне
Погода была пасмурная, но грозы не было. Через открытую форточку в кухню входит фиолетовый шар, светившийся, как стоваттная лампа, около 10 ≈ 20 сантиметров в диаметре. Пролетев по комнате, шар подошел к наполовину загороженному застекленному окну из кухни в ванную и начал толкаться в углу рамы. При этом он вытянулся и ползал по стеклу, как бы ища места, где пройти. Наконец он дернулся и быстро вошел в ванную. Раздался звук бьющейся посуды (на окне ванной стояло несколько стеклянных банок). Через некоторое время шаровая молния вернулась обратно, уже без задержки, через то же окно, ударилась о металлическую трубу отопления и стала медленно падать вдоль трубы вниз. Раздался звук взрыва, и все исчезло. Около трубы стоял прислоненный к ней эмалированный тазик, в котором оказалось много отвалившейся эмали. По оценке, все это заняло около двадцати секунд.
Ион, окруженный водяной оболочкой, называется кластером, поэтому гипотеза профессора Стаханова получила имя кластерной. В отличие от многих других, она выдерживает сравнение с данными нескольких тысяч известных сейчас наблюдений шаровой молнии и удовлетворительно объясняет многие из них.
Группа исследователей из Института общей физики РАН, в которую входит профессор Сергей Яковленко, получила новые результаты.
Выяснилось, что сама по себе водяная оболочка не может получиться столь плотной, чтобы помешать ионам рекомбинировать. Но рекомбинация приводит к возрастанию энтропии шаровой молнии, то есть меры ее беспорядка. Действительно, в плазме положительно и отрицательно заряженные молекулы отличаются друг от друга, по особому взаимодействуют, а после рекомбинации они перемешиваются и становятся неразличимыми. До сих пор считалось, что в предоставленной самой себе системе беспорядок самопроизвольно возрастает, то есть в случае шаровой молнии рекомбинация произойдет сама собой, если ей как-то не помешать. Из результатов компьютерного моделирования и теоретических выкладок, проведенных в Институте общей физики, следует совершенно иной вывод: беспорядок вносится в систему извне, например при хаотичных столкновениях молекул на границе шаровой молнии и воздуха, в котором она движется. Пока беспорядок не ╚накопится╩, рекомбинации не будет, даже несмотря на то, что молекулы стремятся к этому. Характер их движения внутри шаровой молнии таков, что при сближении разноименно заряженные молекулы будут пролетать друг мимо друга, не успевая обменяться зарядом.

В то время как аналог линейной молнии ≈ искровой разряд ≈ сравнительно легко воспроизводится в лаборатории, шаровую молнию все еще не удается получить искусственно. Конечно, масштабы экспериментально получаемых искр и природных молний несопоставимы, но все же нет сомнений в том, что в них происходят одни и те же явления. Этого нельзя сказать о шаровой молнии. ╚Сделать похоже╩ ученые уже могут, но точно смоделировать ее не удается, а значит, приходится полагаться на недостаточную информацию из наблюдений, сделанных очевидцами без рафинированной лабораторной техники.

ЭКСПЕРИМЕНТ: новый вид шаровых молний
Израильские физики с помощью техники микроволнового сверления научились изготовлять устойчивые шаровые молнии в лабораториях. Не исключено, что и природные шаровые молнии рождаются аналогичным способом.
Единственный тип эксперимента, который до сих пор позволял получить хоть что-то отдаленно напоминающее шаровую молнию, использует газовые разряды. В камеру с воздухом или иной газовой смесью помещают два электрода, на которые подается высокое напряжение. Возникает газовый разряд - электрический ток, текущий от одного электрода к другому сквозь ионизованный газ (плазму) и испускающий свечение. (Нечто подобное, правда, при гораздо меньшем токе, происходит внутри лампы дневного света.) Иногда этот "плазменный жгут" удавалось оторвать от электродов, и тогда он в течение короткого времени существовал в воздухе самостоятельно, без внешней поддержки.
Получавшееся в таких экспериментах облачко плазмы было неустойчивым, недолговечным и мало походило на природную шаровую молнию. Для дальнейшего прогресса требовалось найти иную методику получения шаровых молний, и к тому же более стабильных.
Именно это удалось сделать двум израильским физикам; результаты их исследования были недавно опубликованы в статье V. Dikhtyar and E. Jerby, Physical Review Letters, 96, 045002 (30 January 2006). В ней описывается принципиально новый способ рождения шаровой молнии: путем "вытягивания" из расплавленного вещества внутри "микроволновой печи".
Процесс выглядит следующим образом. В резонатор, внутри которого генерируется мощное поле микроволнового излучения, помещается образец твердого материала (стекла, кремния, германия, окислов алюминия). Непосредственно к образцу подносится стержень, который как бы собирает микроволновое излучение, фокусируя его на острие. Микроволновое излучение вблизи острия столь велико, что оно нагревает и локально расплавляет образец, создавая ярко светящееся облачко полурасправленного-полуиспарившегося вещества. (Этот процесс известен как микроволновое сверление.)
Затем, медленно отодвигая стержень, экспериментаторы буквально вытягивали это облачко: вначале оно шло за острием, затем превращалось в светящийся столб, а потом собиралось под потолком в виде небольшого светящегося шарика.
Наблюдения показали, что этот плазменный шарик вполне устойчив (при работающем резонаторе), свободно движется по камере, подпаливает предметы, а энергией подпитывается исключительно из микроволнового излучения. По тому, как он отскакивает от препятствий, видно, что он похож скорее на жидкость или даже на желеобразное тело, чем на газовое облако. Видеофрагменты поведения рукотворной шаровой молнии доступны на сайте журнала.
В конце своей статьи авторы предлагают простую теоретическую модель этого явления, которая помогает в целом понять, как происходит энергетическая подпитка шаровой молнии микроволнами. Кроме того, авторы отмечают, что процесс рождения шаровой молнии напоминает плазмонный резонанс - эффект, хорошо известный в физике металлических нанокластеров.
Возможно эти эксперименты станут толчком к детальному пониманию природной шаровой молнии и приведут к использованию ее на благо человека.
The correspondent: данные подготовлены на основе материалов Игоря Иванова
elementy.ru