Шаровая молния представляет собой одно из наиболее загадочных явлений в физике атмосферы. Этот феномен, характеризующийся появлением светящихся сферических объектов во время грозовой активности, остается предметом научных дискуссий и исследований на протяжении десятилетий. Несмотря на многочисленные свидетельства очевидцев, включая ученых и пилотов, природа шаровой молнии до сих пор не получила однозначного научного объяснения.

Характеристики явления

Типичное описание шаровой молнии включает следующие параметры:

• Диаметр: от нескольких сантиметров до метра.

• Продолжительность существования: от нескольких секунд до нескольких минут.

• Цветовая гамма: варьируется от красного до голубого (поверхность может искриться или переливаться).

• Характер движения: свободное перемещение в воздухе, иногда проникновение через отверстия (форточка, например).

• Исчезновение: происходит бесшумно, а в некоторых случаях сопровождается звуковыми эффектами, вплоть до громкого хлопка или взрыва.

В поисках объяснения

Главная проблема в том, что шаровые молнии категорически не хотят сотрудничать с учеными. Их никому не удалось ни заснять на качественное видео, ни поймать в "ловушку", ни измерить приборами.

Общее качество и "битые" пиксели вокруг сфер намекают, что этот снимок — подделка

Все попытки воспроизвести их в лаборатории дают сомнительные и трудновоспроизводимые результаты. Но, несмотря на все эти трудности, сегодня существует несколько любопытных гипотез, пытающихся объяснить природу шаровой молнии:

Гипотеза плазменного образования

Возможно, шаровая молния представляет собой особую форму долгоживущей плазмы. Согласно этой гипотезе, электрические разряды в атмосфере создают локализованную область ионизированного газа, которая может сохранять свою форму и энергию в течение продолжительного времени. Механизмы поддержания стабильности плазмы могут включать магнитное удержание или непрерывные микроразряды внутри сферы.

Гипотеза горения кремнийорганических соединений

Данная гипотеза связывает явление с горением веществ, образующихся при ударе молнии в почву. Когда молния ударяет в землю, богатую кремнием, она может испарять и ионизировать кремний и углерод, образуя светящееся облако кремнийорганических соединений. Эта концепция объясняет некоторые наблюдаемые характеристики шаровых молний, такие как их способность проходить* через небольшие отверстия.

*Если шаровая молния — это облако горящих частиц, то оно может деформироваться и "протекать" через отверстия.

Модель вихревых токов

Эта модель рассматривает шаровую молнию как электромагнитный вихрь. Согласно этой гипотезе, сильные электрические поля во время грозы могут создавать кольцевые токи в атмосфере**, которые самоподдерживаются благодаря индукции. Эти вихревые токи могут ионизировать воздух, создавая светящуюся сферу.

**Кольцевые токи в атмосфере - это замкнутые круговые потоки электрически заряженных частиц в воздухе.

Квантово-механические подходы

Некоторые исследователи предлагают более экзотические объяснения, основанные на принципах квантовой механики. Например, есть гипотеза, что шаровые молнии могут быть проявлением квантовых эффектов, обычно наблюдаемых только на уровне атомов и молекул, но при определенных условиях возникающих и в макромасштабе.

Одна из таких идей связана с миниатюрными черными дырами. Согласно этой гипотезе, при определенных условиях в атмосфере могут спонтанно возникать крошечные черные дыры, существующие доли секунды, но способные проявляться в виде светящихся шаров.

Гипотеза нанобатарей

Эта относительно новая гипотеза предполагает, что шаровая молния состоит из сети связанных наночастиц, действующих как крошечные батареи. Электрический разряд может создавать эти наноструктуры из материалов, присутствующих в атмосфере, которые затем медленно разряжаются, создавая длительное свечение.

Шаровая молния в представлении художника

Стоит отметить, что каждая из этих гипотез имеет свои сильные и слабые стороны, и ни одна из них пока не может полностью объяснить все наблюдаемые характеристики шаровой молнии. Вероятно, что окончательное объяснение этого явления может включать элементы нескольких гипотез.

Проблемы исследования

Основные трудности в изучении шаровой молнии связаны с:

• Редкостью и непредсказуемостью явления: похоже, что шаровые молнии возникают спонтанно и крайне редко, что затрудняет их систематическое наблюдение.

• Отсутствием качественных инструментальных наблюдений: свидетельства основаны на словах очевидцев, что вносит элемент субъективности.

• Сложностью воспроизведения в лабораторных условиях: попытки создать шаровую молнию искусственно пока не привели к убедительным результатам.

• Кратковременностью существования: короткая продолжительность явления усложняет его детальное изучение.

• Потенциальной опасностью: энергетическая природа феномена делает непосредственные исследования рискованными для наблюдателей и оборудования.

"Игра" с плазмой в лаборатории 

Современное состояние исследований

Несмотря на отсутствие консенсуса относительно природы шаровой молнии, большинство исследователей склоняются к мнению, что это реальное физическое явление, вероятно связанное с особой формой долгоживущей плазмы. Тем не менее процессы формирования шаровой молнии, ее устойчивого существования и внезапного исчезновения остаются областью активных исследований и гипотез.

Дальнейшие исследования в области физики плазмы, атмосферного электричества и квантовой механики могут привести к прорыву в понимании природы шаровой молнии. Развитие технологий наблюдения и регистрации атмосферных явлений также может сыграть ключевую роль в разгадке этого феномена.

Дзен