Що таке кульова блискавка?

Кульова блискавка – це природне явище, що виглядає як освіта, що світиться і плаває в повітрі. Єдиної фізичної теорії виникнення та перебігу цього явища на сьогодні не представлено; також існують наукові теорії, що зводять феномен до галюцинацій.

Існує безліч гіпотез, що пояснюють явище, але жодна з них не отримала абсолютного визнання в академічному середовищі. В лабораторних умовах схожі, але короткочасні явища вдалося отримати декількома різними способами, тому питання про природу кульової блискавки залишається відкритим.

Широко поширена думка, що кульова блискавка – явище електричного походження природної природи, тобто є особливим видом блискавку, що існує тривалий час і має форму кулі, здатної переміщатися непередбачуваною, іноді дивовижною для очевидців траєкторії.

Вченим із США та Фінляндії вдалося створити кульову блискавку в лабораторії. Розповідаємо, як вони створили кулю енергії, що світиться, як вона влаштована і чи небезпечна кульова блискавка.

За свідченнями очевидців, кульова блискавка зазвичай з’являється у грозову, штормову погоду; найчастіше (але не обов’язково) поряд із звичайними блискавками. Найчастіше вона ніби «виходить» з провідника або породжується звичайними блискавками, іноді спускається з хмар, в окремих випадках — несподівано з’являється в повітрі або, як повідомляють очевидці, може вийти з якогось предмета (дерево, стовп).

Сумніви щодо існування кульової блискавки

Аж до 2010 року питання існування кульових блискавок було принципово спростованим. Так, у передмові до бюлетеня Комісії РАН з боротьби з лженаукою «На захист науки», № 5, 2009 використовувалися формулювання: «Звичайно, у кульовій блискавці досі багато неясного: не бажає вона залітати в лабораторії вчених, оснащені відповідними приладами». 

Теорія походження кульової блискавки, що відповідає критерію Поппера , була розроблена в 2010 році австрійськими вченими Джозефом Піром (Joseph Peer) та Олександром Кендлем (Alexander Kendl) з Університету Інсбрука. Вони опублікували в науковому журналі Physics Letters A припущення, що свідчення про кульові блискавки можна розуміти як прояв фосфенів – зорових відчуттів без впливу на око світла, тобто блискавки кульові є галюцинаціями .

Їх розрахунки показують, що магнітні поля певних блискавок з розрядами, що повторюються, індукують електричні поля в нейрони зорової кори, які і здаються людині кульовою блискавкою. Фосфени можуть виявитися у людей, що знаходяться на відстані до 100 метрів від удару блискавки.

23 липня 2012 року на плато Тибету кульова блискавка потрапила в поле зору двох безщілинних спектрометрів , за допомогою яких китайські вчені вивчали спектри звичайних блискавок. У результаті було зафіксовано 1,64 секунди світіння кульової блискавки та її докладні спектри.

На відміну від спектра звичайної блискавки, в якому присутні лінії іонізованого азоту, спектр кульової блискавки наповнений лініями заліза, кремнію і кальцію, які є основними складовими речовинами грунту.

Дане приладове спостереження, ймовірно, означає, що гіпотеза фосфенів не є вичерпною.

Історія спостережень за кульовою блискавкою

У першій половині XIX століття французький фізик, астроном і дослідник природи Франсуа Араго, можливо, першим в історії цивілізації зробив збір і систематизував всі відомі на той час свідчення появи кульової блискавки. У його книзі було описано 30 випадків спостереження кульових блискавок.

Статистика невелика, і не дивно, що багато фізиків XIX століття, включаючи Кельвіна і Фарадея, за свого життя були схильні вважати, що це або оптична ілюзія, або явище зовсім іншої, неелектричної природи. Проте кількість випадків, докладність опису явища та достовірність свідчень зростали, що привернула увагу вчених, у тому числі відомих фізиків.

Великий внесок у роботу зі спостереження та опису кульової блискавки зробив радянський учений І. П. Стаханов, який разом із С. Л. Лопатниковим у журналі «Знання — сила» у 1970-х роках опублікував статтю про кульові блискавки. Наприкінці цієї статті він доклав анкету та попросив очевидців надіслати йому свої докладні спогади цього явища.

У результаті він накопичив велику статистику — понад тисячу випадків, що дозволило йому узагальнити деякі властивості кульової блискавки та запропонувати свою теоретичну модель кульової блискавки.

Сучасні свідчення

• Під час Другої світової війни пілоти повідомляли про дивні явища, які можуть бути витлумачені як кульова блискавка. Вони бачили маленькі кулі, що рухаються незвичайною траєкторією. Ці явища стали називати foo fighters  чи деякі винищувачі. 
• Підводники багаторазово і послідовно повідомляли про маленькі кульові блискавки, що виникають у замкнутому просторі підводного човна. Вони з’являлися при включенні, вимкненні або неправильному включенні батареї акумуляторів або у разі відключення або неправильного підключення високоіндуктивних електромоторів. Спроби відтворити явище, використовуючи запасну батарею підводного човна, закінчувалися невдачами та вибухом.
• 6 серпня 1944 року в шведському місті Упсала кульова блискавка пройшла крізь закрите вікно, залишивши за собою круглу дірку близько 5 см у діаметрі. Явище не лише спостерігали місцеві жителі, але й спрацювала система стеження за розрядами блискавки Уппсальського університету, яка знаходиться на відділенні вивчення електрики та блискавки.
• 2008 року в Казані кульова блискавка залетіла у вікно тролейбуса. Кондуктор – Ляля Хайбулліна за допомогою валідатора відкинула її в кінець салону, де не було пасажирів і за кілька секунд стався вибух. У салоні було 20 людей, ніхто не постраждав. Тролейбус вийшов з ладу, валідатор нагрівся і побілів, але залишився у робочому стані.
• 10 липня 2011 року у чеському місті Ліберець кульова блискавка з’явилася у диспетчерській будівлі міських аварійних служб. Куля з двометровим хвостом підскочила до стелі прямо з вікна, впала на підлогу, знову підскочила до стелі, пролетіла 2-3 метри, а потім упала на підлогу і зникла. Це злякало співробітників, які відчули запах горілої проводки, і вважали, що почалася пожежа. Всі комп’ютери зависли (але не зламалися), комунікаційне обладнання вибуло з ладу на ніч, доки його не полагодили. Крім того, було знищено один монітор.

Історичні спроби відтворити кульову блискавку штучно

Було зроблено кілька заяв про отримання кульової блискавки в лабораторіях, але в основному до цих заяв склалося скептичне ставлення до академічного середовища. Залишається відкритим питання: «Чи дійсно явища, що спостерігаються в лабораторних умовах, тотожні природному явищу кульової блискавки»?

• Першими дослідами та заявами можна вважати роботи Тесла наприкінці XIX століття. У своїй короткій замітці він повідомляє, що за певних умов, запалюючи газовий розряд, він, після вимкнення напруги, спостерігав сферичний розряд, що світиться, діаметром 2-6 см. Проте Тесла не повідомляв подробиці свого досвіду, так що відтворити цю установку важко. Очевидці стверджували, що Тесла міг робити кульові блискавки на кілька хвилин, причому він їх брав у руки, клав у коробку, накривав кришкою, знову діставав.
• Перші докладні дослідження безелектродного розряду, що світився, були проведені тільки в 1942 році радянським електротехніком Бабатом: йому вдалося на кілька секунд отримати сферичний газовий розряд усередині камери з низьким тиском.
• Капиця змогла отримати сферичний газовий розряд при атмосферному тиску в гелієвому середовищі. Добавки різних органічних сполук змінювали яскравість та колір світіння.
• У літературі описана схема установки, де автори відтворено отримували деякі плазмоїди з часом до 1 секунди, схожі на «природну» кульову блискавку.
• Науер в 1953 і 1956 роках повідомляв про отримання об’єктів, що світяться, спостережувані властивості яких повністю збігаються з властивостями світлових міхурів.

Сучасне відтворення кульової блискавки

У середині лютого команда фінських та американських фахівців заявила, що створила в лабораторії квантовий магнітний вихор, який мав ті самі властивості, що й кульова блискавка.

Команда використовувала два протилежно спрямовані потоки електричного струму, в результаті чого утворився синтетичний електромагнітний вузол кульової форми, який і справді підходить під описи блискавки кульової.

Мікко Меттенен з університету Аалто в Гельсінкі вважає, що кульові блискавки носять як електричну, а й квантову природу. Їхній експеримент став можливим завдяки вивченню скирміонів — квантових квазічастинок, математична модель яких відображає реальну (а не схематичну) поведінку протонів і нейтронів в атомі.

За словами Меттенена, скирміони вони мають незвичайні властивості, тому що їх «голки» заряджені позитивно, а «тулуб» — негативно. 

 Завдяки цьому «квантові їжаки» відрізняються високою стабільністю – можливо, саме вони будуть використані як осередки пам’яті в комп’ютерах майбутніх поколінь.

Кульова блискавка небезпечна?

Що б не було причиною виникнення кульової блискавки, слід враховувати, що зіткнення з нею потенційно небезпечне. Якщо переповнена електрикою куля торкнеться живої істоти, вона цілком може вбити. 

За свідченнями очевидців, важливо не робити різких рухів і не бігти: кульова блискавка надзвичайно чутлива до будь-яких завихрень повітря і цілком може піти за ним.

Потрібно спокійно звернути з шляху руху кулі, намагаючись триматися якнайдалі від нього, але в жодному разі не повертатися спиною. Якщо кульова блискавка опинилася в приміщенні, потрібно повільно підійти до вікна і повільними рухами відкрити кватирку: за рухом повітря блискавка, швидше за все, вилетить назовні.

Також категорично не можна нічого кидати в плазмовий шар: це цілком може призвести до вибуху. 

Зазначимо, що ці рекомендації є приватними, тому що в даний момент не існує строгого алгоритму дій при зустрічі з блискавкою. Тут зібрані загальні та найпопулярніші поради.