Время жизни шаровой молнии. Цит. по: Стаханов И. П. О физической природе шаровой молнии. М.: Научный мир, 1996
Чтобы вы не ползали по интернету, я приведу здесь лишь небольшой отрывок из этого довольно-таки длинного рассказа:
«Сверкнула первая молния – наверху загрохотало и оборвалось сухим треском, за ней другая, третья. Потом пошло и пошло без перерыва.
Это была одна из тех ужасных гроз, которые разражаются иногда над большими низменностями. Небо не вспыхивало от молний, а точно все сияло их трепетным голубым, синим и ярко-белым блеском. И гром не смолкал ни на мгновение…
И вот я увидал черную молнию. Я видел, как от молний колыхало на востоке небо, не потухая, а все время то развертываясь, то сжимаясь, и вдруг на этом колеблющемся огнями голубом небе я с необычайной ясностью увидел мгновенную и ослепительно черную молнию. И тотчас же вместе с ней страшный удар грома точно разорвал пополам небо и землю и бросил меня вниз, на кочки.
Очнувшись, я услышал сзади себя дрожащий, слабый голос Якова.
– Барин, что же это, господи… Погибнем, царица небесная… Молния… черная… господи, господи…
Я приказал ему сурово, собрав всю последнюю силу воли:
– Вставай. Идем. Не ночевать же здесь.
О, что это была за ужасная ночь! Эти черные молнии наводили на меня необъяснимый животный страх. Я до сих пор не могу понять причины этого явления: была ли здесь ошибка нашего зрения, напряженного беспрестанной игрой молнии по всему небу, имело ли особое значение случайное расположение туч, или свойства этой проклятой болотной котловины? Но иногда я чувствовал, что теряю с каждой секундой разум и самообладание. Мне, помню, все хотелось закричать диким, пронзительным голосом, по-заячьи. И я все шел вперед, лепеча богу, точно перепуганный ребенок, несвязные, нелепые молитвы: «Миленький бог, добрый, хороший бог, спаси меня, прости меня. Я никогда не буду». И тут же, зацепившись за кочку, летел локтем в жидкую грязь и остервенело ругался самыми скверными словами.
Вдруг я услышал невдалеке голос Якова, страшный, захлебывающийся голос, от которого я задрожал:
– Барин, утопаю… Спасите, Христа ради… Тону… А-а-а!..
Я кинулся к нему на слух и при непереносимом ослепительном свете черной молнии увидел не его, а лишь его голову и туловище, торчащие из трясины…»
Снимем шапку, почтим минутой молчания несчастного Якова и вернемся к молниям шарообразным – черным, белым и цветным…
Еще одним свойством ШМ является свечение по всему объему, а не на поверхности. Во времена пленочных фотоаппаратов были сделаны несколько случайных кадров ШМ. И поскольку фотоаппарат имеет определенную выдержку, а шар молнии перемещается, за время выдержки он успевал «проехать» так, что на пленке оставался засвеченный длинный след. Вот по нему-то и определили объемный характер свечения. Если бы молния светила только с поверхности, вся ширина светового следа была бы на пленке засвечена равномерно. Если же шар молнии излучает свет по всему объему, значит в центре проекционного следа, где светящегося вещества больше, свечение будет интенсивнее засвечивать пленку, чем по краям. Так оно и оказалось.
Однако, самым удивительным свойством этого плазмоида, наряду с долгоживучестью, является его способность к движению. Мы-то с вами уже привыкли, что шаровые молнии летают, но если вдуматься, это означает одно – в них есть какой-то «двигатель». Дело в том, что движутся молнии не только по ветру, но порой перпендикулярно ветру, а иногда и против ветра. Были даже случаи наблюдения молнии, прицепившейся к крылу летящего самолета. И ее набегающим мощным потоком воздуха не сдувало!
Какие же процессы идут внутри этой штуки, которые позволяют ей перемещаться в пространстве, причем довольно хаотично, какие силы ею движут?
С этого вопроса, на который также нет ответа, легко и непринужденно перескакиваем на рассказ о силовом воздействии молнии. Шаровая молния ведет себя странно. Иногда отскакивает от предметов. Иногда к ним притягивается. Иногда взрывается при столкновении или вовсе без причины. А порой просто беззвучно исчезает.
Если шаровая молния взрывается в дымоходе, она может его разнести. Аж кирпичи разлетаются! Настоящий взрыв! Иногда при встрече с металлом – например, с кастрюлей, – ШМ прожигает металл. Причем прожог напоминает мощный искровой пробой – образуется маленькая дырочка с небольшой оплавленной вороночкой вокруг. Но металла расплавленного и потом застывшего в виде капель, при этом нет. Он испаряется!
При воздействии на органику – плоть человека или древесину – в разных случаях наблюдаются совершенно разные эффекты. Иногда происходит обугливание. А иногда – выдирание кусками без обугливания.
Но самое любопытное – воздействие молнии на стекло! Порой ШМ пробивает в стекле дырку и проникает в помещение. Ясно, как получается дырка: молния, приблизившись к стеклу и прикоснувшись к нему, мгновенно нагревает материал в районе соприкосновения, в результате чего возникает кольцевая термическая трещина, и кружочек стекла выпадает.
Вы, наверное, думаете, что потом через эту дырку молния и проникает. Нет! Во-первых, дырка образуется не всегда, а во-вторых, она – всего лишь вторичный эффект. Молния запросто может проникнуть в комнату с улицы прямо через стекло, не разбивая и не оплавляя его. Она просто проходит сквозь целое стекло – как будто его нет!.. Иногда ШМ вылетает из розетки, зарождаясь там, что, видимо, связано с ее электрической природой. А вот через стены ШМ ни разу не проникала в дом – только через розетки, дымоходы и целые (часто) стекла. По всей видимости проникновение ШМ через целое стекло связано с оптическими свойствами стекла – оно прозрачно. Кстати, сама ШМ тоже полупрозрачна и проницаема, через нее, например, совершенно спокойно продувает ветер или идет дождь. Возможно, при прохождении капель воды через ШМ они слегка нагреваются. Отмечен случай, когда, проникнув во время дождя в дом через стекло, молния стекло не повредила, но высушила от дождевых капель кружок в месте своего проникновения.
Итак, проникновения ШМ через стены не наблюдалось. Но зато часто наблюдалось зарождение молнии из какого-то предмета. Молнии словно вылезают из столбов, стволов деревьев. Наблюдались случаи возникновения плазмоидов из огней святого Эльма – сначала полыхает на каком-то острие в наэлектризованном грозой воздухе бледный огонек, трепещется, растет в размерах, потом вдруг отрывает от острия и летит дальше в виде ШМ.
Дважды ученым удалось замерить вещественный характер следа ШМ. Один раз исследователь, бравший «в поле» пробы воздуха в пробирки, стал свидетелем пролета шаровой молнии, не растерялся и взял из места ее пролета («хвоста») пробы. Дальнейший анализ показал в них наличие озона, что не удивительно, и оксидов азота.
А в 2012 году в Тибете шаровая молния случайно попала на спектрометры, изучавшие спектры обычных грозовых молний. Выяснилось, что в спектре ШМ есть спектральные линии железа, кремния и кальция.
Кстати, почему-то наблюдатели после взрыва ШМ отмечают висящий в воздухе запах серы. Непонятно, где они ранее серу нюхали? Правда, такие описания относятся обычно к наблюдениям из прошлого. То ли в прошлом люди чаще нюхали серу, то ли просто относили возникший после взрыва запах к серному, поскольку дьявол по древним поверьям должен был пахнуть серой, а что такое ШМ, как не проявление дьявола?
Иногда ШМ распадаются на несколько мелких шариков. Причем мелкие тоже могут взрываться…
Резюмируя сказанное, можно нарисовать портрет среднестатистической шаровой молнии: ее диаметр – 22 см, время жизни 8–10 секунд, запас энергии 20 кДж, она светит белым или желтоватым светом и движется со скоростью 2–6 м/с, причем ее скорость не меняется от того, по улице она летит или в помещении, хотя скорость воздушных потоков в помещении обычно на порядок ниже, чем на улице. То есть налицо наличие какого-то внутреннего движителя.
Вы можете спросить: а как узнали накопленный в молнии запас энергии? Да по последствиям от воздействия! Как саперы узнают тротиловый эквивалент взрыва по его последствиям.
Один из самых известных примеров замера энерговыделения – классическая история с английским профессором Б. Гудлетом. На его глазах небольшая шаровая молний примерно 10–15 см в диаметре влетела в бочку с водой, где и погибла, растратившись на кипячение. Зная объем жидкости, начальную температуру и теплоемкость воды, профессор прикинул, что запас энергии в светящемся шарике был равен примерно 3 кВт-ч. Много это или мало? У меня дома чайник мощностью в полтора киловатта. Так вот, при работе двух таких чайников в течение часа выделится как раз три киловатт-часа.
Еще один случай описан в работе «Шаровая молния в природе и в лаборатории» Н. Г. Шабановой и Г. Д. Шабанова (первая из Ленинградского Государственного университета, второй из Института ядерной физики в Гатчине). Приведу их описание в сокращении:
«В настоящее время собрано несколько десятков тысяч наблюдений, а также регулярно, практически каждый месяц появляются новые гипотезы о природе шаровой молнии. Новые наблюдения, за редчайшим исключением, не привносят в общую картину каких-то новых черт. Данное наблюдение, представленное первым автором настоящей статьи, позволяет дать оценку энергии заключенной в шаровой молнии и по этому параметру может конкурировать с всемирно известным бочонком Гудлета…
Летом 1987 года В. Г. Ильин сидел в гостиной, когда вокруг потемнело от быстро собравшихся туч… Войдя в комнату, Ильин увидел, как к левой стене двигалась шаровая молния. Наблюдатель не видел, откуда молния «вышла» и как появилась, – для него она начала движение от приоткрытой дверцы обычной кирпичной плиты… Молния казалась ослепительной: «На нее невозможно было смотреть, яркость была больше, чем при плазменной резке металла». В. Г. Ильин работает в экспериментальном цехе, не раз видел работу установки по плазменной резке металлов, поэтому ему было с чем сравнить светимость шаровой молнии. «Пришлось прикрыть глаза рукой, чтобы не ослепнуть». Молния двигалась вдоль левой стены, отдаляясь от наблюдателя. Движение шаровой молнии сопровождалось потрескивающим звуком, как при искрении контактов… Наблюдатель оценил скорость перемещения объекта от плиты до окна такими словами: «чуть быстрее обычной скорости пешехода».