НАБЛЮДАЕМЫЕ СВОЙСТВА ШАРОВОЙ МОЛНИИ И ИХ ОБЪЯСНЕНИЕ

Что нам известно о природных молниях?

Линейная молния

Напряжение линейной молнии	U ~ 108-109 В
Энергия разряда линейной молнии	W ~ 108-1010 Дж
Ток разряда линейной молнии	I ~ 104-106 А
Заряд линейной молнии	Q ~ 0,1-10 Кл
Время разряда линейной молнии	t ~ 10-6 c,
но обычно это - серия из нескольких разрядов по одному каналу в течение	T ~ 10-3-1 с

Шаровая молния

Диаметр ШМ	d ~ 10-2-1 м
Время жизни ШМ	T ~ 1-103 с.

Возникают ШМ обычно во время грозы. Упоминается также о возникновении ШМ во время торнадо. О ШМ можно рассказать много интересного. Однако достоверность этой информации невысока – ШМ слишком редкое явление, а свидетельства очевидцев неизбежно несут долю субъективизма. Тем не менее, некоторые интересные случаи приведены в Приложении Б этой книги.

ШМ может возникать в открытой атмосфере, а может - внутри замкнутых пространств, в самолетах и даже подводных лодках. Она может исчезать бесшумно, а может – со взрывом. ШМ может разрушить кирпичную печь, может расщепить дерево, нагреть воду и землю, замкнуть электрическую цепь, вывести из строя электрооборудование, зажечь парафиновые свечи, вызвать пожар, скатать половики, разрыхлить торф, перевернуть автомобиль, распылить небольшие металлические предметы. ШМ может убить человека. ШМ обычно медленно движется в воздухе или может прилипнуть к предмету, в том числе продолжая движение. ШМ может залетать в помещение и вылетать из него даже через очень маленькие отверстия или сквозь стекло, не разрушая его или вырезая аккуратные круги. ШМ может передвигаться тихо, а может – издавая шипение, потрескивание и гудение.

В литературе описаны случаи “техногенных” ШМ, возникающих при аварийных ситуациях в сильноточном и высоковольтном оборудовании, а также в установках, где может накапливаться большой заряд статического электричества (см. [2] стр. 62 – 63, [3] стр. 148).

Сравним свойства ШМ, которые вытекают из предложенной релятивистской модели и свойства, приписываемые ШМ очевидцами.

Возникновение ШМ

Согласно предложенной модели – для зарождения ШМ необходима система вращающихся зарядов. Оценка величины заряда дана в соотношении (10). Как видно, при наличии достаточной величины заряда, условие существования ШМ выполнимо даже при очень малых скоростях углового вращения. Образно говоря, где бы ни возник электрический заряд достаточно большой величины – достаточно легчайшего его завихрения, чтобы начала формироваться устойчивая система. Этим объясняется одно из “проблемных” свойств ШМ – ее транспортировка по проводникам с дальнейшим появлением из розеток, водопроводных труб и других металлических деталей, в том числе – внутри самолетов. При транспортировке по проводникам ШМ перемещается как электрический заряд, теряя при этом энергию не “пролезших в проводник” и рекомбинировавших ионов. Заметим, что считающиеся наиболее перспективными “химические” модели ШМ – кластерная, фрактальная, с участием нанотрубок и другие не могут объяснить перемещение ШМ по проводникам.

Возникновение ШМ в природных условиях обычного грозового разряда подробно описано в первой главе.

Энергия и время жизни

По предложенной модели энергия природной ШМ может достигать 10¹⁰ (Дж), то есть она по порядку величины равна максимальной энергии линейной молнии. В этом нет ничего удивительного – природная высокоэнергетическая ШМ порождается линейной молнией и последняя может передать часть своей энергии. Большинство предлагавшихся ранее моделей, объяснявших феномен ШМ, не могли объяснить ее энергоемкость. А достоверность ряда опубликованных случаев - о разрушенном доме, о взорванном отвале горной породы, о нагретой бочке воды (см. [2] стр. 54) – была поставлена под сомнение, например, в монографии Стаханова [3]. Аналогичным образом обстоит дело и со временем жизни ШМ, которое достигает, по наблюдениям очевидцев, единицы минут. Некоторые исследователи, например – [7], склонны считать эти данные “мифическими, созданными любителями сенсаций”. Оценка времени жизни, полученная в Приложении А, вполне соответствует наблюдениям очевидцев.

Большое время жизни возможно только при высоких энергиях. Высокая возможная энергоемкость природной ШМ объясняет разрушительные последствия при ее взрыве, а также масштаб воздействия на различные материалы и предметы. Представляет интерес использование механизма хранения энергии ШМ в технике.

Электрический заряд

Приблизительно нулевой суммарный электрический заряд согласно предложенной модели хорошо согласуется со свидетельствами очевидцев, подтверждающими свободное перемещение ШМ в пространстве и отсутствие у нее “предпочтений” по контакту с предметами различной проводимости. Если же происходит взаимодействие ШМ с проводящим объектом, то согласно наблюдениям очевидцев, это сопровождается искрами и разрядами, напоминающими линейную молнию. Согласно модели, при этом просто разряжается часть заряда внешней оболочки ШМ. Возникает дефицит отрицательного заряда ШМ, вызывающий пробой прилегающей атмосферы и компенсацию заряда ШМ. Если энергия, запасенная в ШМ еще достаточна, то она может продолжить свое существование.

Электрический заряд внутренней и внешней областей природной ШМ огромен. Он сопоставим с зарядом, переносимым линейной молнией. Разряд такого электрического заряда смертельно опасен для человека. Заряд “техногенных” и искусственно созданных ШМ на несколько порядков меньше.

Суммарный электрический заряд может быть скомпенсирован у ШМ не полностью. Если он небольшой и не вызывает пробоя прилегающей атмосферы – то он может сохраняться длительное время. При этом ШМ будет стремиться прилипнуть к проводникам или может иметь место так называемое гидирование (от слова “гид”) – когда ШМ движется вдоль проводников или катится по ним.

Характер движения в атмосфере

Как уже отмечалось, плотность тела ШМ по предложенной модели не превышает 10^-5 атмосферной плотности. Тем не менее, ШМ не всплывает вверх, как воздушный шарик. Энергетика ее электромагнитных процессов взаимодействия с полем Земли и полями, наведенными в проводящих предметах – несоизмеримо мощнее.

Прохождение через стекла

Описанные случаи прохождения ШМ через оконное стекло без его видимого разрушения объясняются в рамках предложенной модели обратимостью электрических процессов. Раз система вращающихся зарядов, прецессируя, создает переменные электромагнитные поля, то и такие поля, воздействуя на заряженные частицы, сформируют из них систему вращающихся зарядов (имеется ряд публикаций по наблюдению сферических плазмоидов в СВЧ установках и даже в обычных микроволновых печах). При приближении ШМ к стеклу и прикосновении к нему – возникает сила “квазиповерхностного натяжения”. Иначе говоря – в месте контакта локально будет отсутствовать воздействие давления атмосферы. ШМ притянется к стеклу и деформируется в месте контакта. Деформация формы вызовет локальное возрастание электрического поля за стеклом. Дефицит электронов в районе касания вызовет приток их с другой стороны стекла. Заготовка для преемницы исходной ШМ готова. Вращающееся СВЧ поле исходной ШМ закрутит систему вращающихся частиц с другой стороны стекла. Разгоняемые электроны породят новые электроны и ионы, передаваемая им энергия породит новую ШМ. Исходная ШМ угаснет, рекомбинируя и сжимаясь атмосферным давлением.

Дипольный магнитный момент

Постоянная составляющая внешнего магнитного поля ШМ согласно предложенной модели будет заставлять ее двигаться по градиенту естественного магнитного поля Земли. Этим объясняется “привычка” ШМ залетать в помещения, печные трубы, бочки, ведра, цистерны, а также – обходить многие препятствия. По крайней мере, некоторые сорта кирпича, железо и железобетон заметно искажают магнитное поле Земли и способны “подсказать” ШМ направление ее движения.

Момент импульса

Наличие у материи ШМ момента импульса, то есть – запасенной энергии вращательного движения, легко объясняет сообщения очевидцев о том, что ШМ может скатать половики, копаться в земле, взрыхлить торф, кататься, как мяч. В [3], стр. 94 приведен случай, когда ШМ свернула металлическую трубу в петлю, а в [2], стр. 80 – когда ШМ затруднила раскачку колокола. Даже проскакивающие в прессе описания случаев, когда ШМ переворачивает автомобили и тракторы, легко объяснимы. Ведь, чтобы перевернуть трактор, достаточно “всего” 10⁵ Дж, что на пять-шесть порядков меньше энергии, которая может быть потенциально запасена в ШМ. Главное, чтобы возникла достаточной величины сила взаимодействия между ШМ и объектом. Это – сила Ампера взаимодействия дипольного магнитного момента ШМ с низкочастотным наведенным полем. Понятно, что для этого случая частота низкочастотной компоненты прецессии ШМ не должна превышать долей-единиц Герца, чтобы меняющийся во времени механический момент силы успел повернуть массивный инерционный предмет. Уникальным является тот факт, что гигантский момент импульса ШМ сочетается с ее малой массой.

Высокочастотное излучение

Согласно предложенной модели, высокочастотная прецессия токов внутренней и внешней области ШМ вследствие их взаимодействия создает сильное вращающееся электромагнитное поле. Ясно, почему при этом нарушается радиосвязь и появляются радиопомехи (см. [3] стр. 88). При достаточно высокой частоте – может произойти нагрев грунта и воды, подобно тому, как это происходит в микроволновой печи.

В литературе описаны случаи, когда после контакта человека с ШМ или просто при непосредственной близости возникали поражения кожи и мягких тканей, как при ожоге (см. [3] стр. 37, [6] стр. 33, [8] стр. 220). Описан случай, когда у людей нарушилось зрение, а один человек ослеп (см. [9]). Это можно легко объяснить воздействием СВЧ-излучения очень высокой мощности.

Расщепление деревьев при контакте с ШМ описано и получило объяснение во многих источниках. Моментально испаряемая влага, содержащаяся в древесине, взрывает ее вдоль волокон. Причем испарение может быть связано не только с электрическим разрядом ШМ и ее исчезновением (электрический механизм), но и с воздействием СВЧ-излучения. В последнем эффектном случае ШМ не исчезает или исчезает не сразу. Ее движение вдоль дерева напоминает фрезу, из-под которой с треском вылетают взрываемые куски древесины.

Если рядом с ШМ находится замкнутый металлический предмет – кольцо или браслет – в нем наведется переменный электрический ток большой силы. За счет скин-эффекта, известного из радиотехники, этот высокочастотный ток будет вытеснен на внешнюю наружную сторону кольца или сплошного браслета. Это вызовет быстрое испарение внешних слоев металла. Таким образом – объясняется, пожалуй, самое удивительное свойство ШМ распылять кольца и браслеты на руке человека, не причиняя ожогов. Родственные случаи (см. [8] стр. 222) оплавления или полного исчезновения небольших металлических предметов, а также (см. [9]) расплавления алюминиевых и свинцовых предметов вблизи ШМ объясняются аналогично.

Сильное переменное поле ШМ метрового – сантиметрового диапазона может вывести из строя все электронные приборы воздушного судна, включая навигационные (см. [8] стр. 248). Вот почему важно своевременное оповещение экипажей самолетов и служб аэропортов о приближении ШМ. Возможно, в воздействии высокочастотного поля ШМ на электронное оборудование судов и заключается разгадка “Бермудского треугольника”, который, как известно, является “мишенью” атлантических циклонов и ураганов, характеризуемых повышенной грозовой активностью.

Низкочастотное магнитное поле

Согласно предложенной модели, низкочастотная прецессия токов ШМ вследствие их взаимодействия с естественным магнитным полем Земли создает сильное низкочастотное вращающееся электромагнитное поле, имеющее также и постоянную составляющую. Такое поле способно вывести из строя обычное электрооборудование и даже перевернуть трактор, как указывалось выше. Низкочастотное поле может создавать звуковые эффекты – гудение, жужжание, писк. Постоянная составляющая магнитной компоненты поля ШМ может намагнитить железные предметы. Если частота прецессии составляет доли герц - единицы герц, то ШМ будет выглядеть, как пульсирующий или прыгающий шар, что отмечается отдельными наблюдателями, в том числе и в некоторых “техногенных” случаях.

Механизмы, способные вызвать световое излучение

Во-первых, это область обедненного заряда, где происходит сравнительно медленная рекомбинация ионов. Во-вторых, это взаимодействие высокоэнергетических электронов внешней оболочки ШМ с нейтральными атомами атмосферы. В-третьих, это мощное СВЧ излучение. Указанные причины объясняют иногда наблюдаемое многослойное строение ШМ в виде нескольких светящихся оболочек.

Общепризнано, что мощность светового излучения наблюдаемых ШМ приблизительно соответствует 100-ваттной лампе накаливания. Для низкоэнергетических моделей ШМ это означает резкое ограничение времени жизни, которое должно составлять единицы секунд, за которые ШМ “высвечивается”. Предложенная высокоэнергетическая модель снимает это противоречивое ограничение.

Осевая симметрия формы

Многие наблюдатели отмечают не строгую сферическую форму ШМ, а наличие осевой симметрии. Это относится к случаям наблюдения ШМ в форме веретена, груши, тора и сферы с темными областями на полюсах. Такая анизотропия формы сложно объяснима в рамках “химических” моделей ШМ, зато идеально подходит к предложенной релятивистской вихревой электрической модели.