Rapporto sui fulmini globulari. Il fulmine globulare è un mistero irrisolto della natura. Colore del fulmine della palla
La prima menzione scritta di palle di fuoco misteriose e misteriose si trova nelle cronache del 106 a.C. aC: “Enormi uccelli di fuoco apparvero su Roma, portando nel becco carboni ardenti, i quali, cadendo, bruciarono le case. La città era in fiamme...” Inoltre, più di una descrizione di fulmini globulari fu scoperta in Portogallo e in Francia nel Medioevo, il cui fenomeno spinse gli alchimisti a dedicare del tempo alla ricerca di opportunità per dominare gli spiriti del fuoco.
Il fulmine globulare è considerato un tipo speciale di fulmine, che è una palla di fuoco luminosa che fluttua nell'aria (a volte a forma di fungo, goccia o pera). La sua dimensione varia solitamente dai 10 ai 20 cm, ed è disponibile nei toni del blu, dell'arancione o del bianco (anche se spesso si vedono altri colori, anche il nero), il colore è eterogeneo e cambia spesso. Le persone che hanno visto l'aspetto del fulmine globulare dicono che al suo interno è costituito da piccole parti fisse.
Per quanto riguarda la temperatura della palla di plasma, non è stata ancora determinata: sebbene, secondo i calcoli degli scienziati, dovrebbe variare tra 100 e 1000 gradi Celsius, le persone che si sono trovate vicino alla palla di fuoco non ne hanno sentito il calore. Se esplode inaspettatamente (anche se ciò non accade sempre), tutto il liquido nelle vicinanze evapora e il vetro e il metallo si sciolgono.
È stato registrato un caso in cui una sfera di plasma, una volta in una casa, cadde in un barile contenente sedici litri di acqua di pozzo appena portata. Tuttavia, non è esploso, ma ha fatto bollire l'acqua ed è scomparso. Dopo che l'acqua ebbe finito di bollire, rimase calda per venti minuti.
Una palla di fuoco può esistere per un periodo piuttosto lungo e, quando si muove, può cambiare improvvisamente direzione e può persino restare sospesa in aria per diversi minuti, dopodiché si sposta improvvisamente di lato a una velocità compresa tra 8 e 10 m/ S.
I fulmini globulari si verificano principalmente durante un temporale, ma sono stati registrati anche casi ripetuti della sua comparsa con tempo soleggiato. Di solito appare in un unico esemplare (almeno la scienza moderna non ha registrato nient'altro), e spesso nel modo più inaspettato: può scendere dalle nuvole, apparire nell'aria o fluttuare fuori da dietro un pilastro o un albero. Non è difficile per lei penetrare in uno spazio chiuso: sono noti casi in cui appare da prese, televisori e persino nelle cabine di pilotaggio.
Sono stati registrati molti casi di presenza costante di fulmini globulari nello stesso luogo. Quindi, in una piccola città vicino a Pskov c'è una radura del diavolo, dove i fulmini globulari neri saltano periodicamente fuori dal terreno (hanno cominciato ad apparire qui dopo la caduta del meteorite Tunguska). La sua costante presenza nello stesso luogo ha dato agli scienziati l'opportunità di provare a registrare questo aspetto utilizzando i sensori, tuttavia, senza successo: si erano tutti sciolti mentre i fulmini globulari si muovevano attraverso la radura.
I segreti del fulmine globulare
Per molto tempo, gli scienziati non hanno nemmeno ammesso l'esistenza di un fenomeno come il fulmine globulare: le informazioni sul suo aspetto sono state attribuite principalmente a un'illusione ottica o ad allucinazioni che colpiscono la retina dell'occhio dopo un lampo di fulmine ordinario. Inoltre, le prove sull'aspetto del fulmine globulare erano in gran parte incoerenti e durante la sua riproduzione in condizioni di laboratorio è stato possibile ottenere solo fenomeni a breve termine.
Tutto cambiò dopo l’inizio del XIX secolo. Il fisico Francois Arago ha pubblicato un rapporto con testimonianze oculari raccolte e sistematizzate sul fenomeno dei fulmini globulari. Sebbene questi dati siano riusciti a convincere molti scienziati dell'esistenza di questo straordinario fenomeno, gli scettici sono rimasti. Inoltre, i misteri dei fulmini globulari non diminuiscono nel tempo, ma si moltiplicano.
Prima di tutto, la natura dell'aspetto della straordinaria palla non è chiara, poiché appare non solo durante un temporale, ma anche in una giornata limpida e bella.
Anche la composizione della sostanza non è chiara, il che le consente di penetrare non solo attraverso le aperture di porte e finestre, ma anche attraverso minuscole fessure, e poi riprendere la sua forma originale senza danneggiarsi (i fisici attualmente non sono in grado di risolvere questo fenomeno).
Alcuni scienziati, studiando il fenomeno, hanno avanzato il presupposto che il fulmine globulare sia in realtà un gas, ma in questo caso la palla al plasma, sotto l'influenza del calore interno, dovrebbe volare come una mongolfiera.
E la natura della radiazione stessa non è chiara: da dove viene, solo dalla superficie del fulmine o dal suo intero volume. Inoltre, i fisici non possono fare a meno di trovarsi di fronte alla domanda su dove scompare l'energia, cosa c'è all'interno del fulmine globulare: se entrasse solo in radiazione, la palla non scomparirebbe in pochi minuti, ma brillerebbe per un paio d'ore.
Nonostante l’enorme numero di teorie, i fisici non sono ancora in grado di fornire una spiegazione scientificamente valida di questo fenomeno. Ma ci sono due versioni opposte che hanno guadagnato popolarità negli ambienti scientifici.
Ipotesi n. 1
Dominic Arago non solo ha sistematizzato i dati sulla palla al plasma, ma ha anche cercato di spiegare il mistero del fulmine globulare. Secondo la sua versione, il fulmine globulare è un'interazione specifica dell'azoto con l'ossigeno, durante la quale viene rilasciata energia che crea un fulmine.
Un altro fisico Frenkel ha integrato questa versione con la teoria secondo cui la sfera di plasma è un vortice sferico, costituito da particelle di polvere con gas attivi che sono diventati tali a causa della scarica elettrica risultante. Per questo motivo, una palla a vortice potrebbe esistere per molto tempo. La sua versione è supportata dal fatto che una sfera di plasma di solito appare nell'aria polverosa dopo una scarica elettrica e lascia dietro di sé un piccolo fumo con un odore specifico.
Pertanto, questa versione suggerisce che tutta l'energia della sfera al plasma sia al suo interno, motivo per cui il fulmine globulare può essere considerato un dispositivo di accumulo di energia.
Ipotesi n. 2
L'accademico Pyotr Kapitsa non era d'accordo con questa opinione, poiché sosteneva che per il bagliore continuo dei fulmini era necessaria energia aggiuntiva che alimentasse la palla dall'esterno. Ha proposto una versione secondo cui il fenomeno dei fulmini globulari è alimentato da onde radio con una lunghezza da 35 a 70 cm, risultanti da oscillazioni elettromagnetiche che si verificano tra le nuvole temporalesche e la crosta terrestre.
Ha spiegato l'esplosione di un fulmine globulare con un'interruzione inaspettata della fornitura di energia, ad esempio, un cambiamento nella frequenza delle oscillazioni elettromagnetiche, a seguito della quale l'aria rarefatta "collassa".
Sebbene la sua versione sia piaciuta a molti, la natura del fulmine globulare non corrisponde alla versione. Al momento, le apparecchiature moderne non hanno mai registrato le onde radio della lunghezza d'onda desiderata, che apparirebbero come risultato delle scariche atmosferiche. Inoltre, l'acqua è un ostacolo quasi insormontabile per le onde radio, e quindi una sfera di plasma non sarebbe in grado di riscaldare l'acqua, come nel caso di un barile, e tanto meno di bollirla.
L'ipotesi mette in dubbio anche l'entità dell'esplosione della sfera di plasma: non solo è in grado di sciogliere o frantumare in pezzi oggetti durevoli e resistenti, ma anche di spezzare tronchi spessi e la sua onda d'urto può ribaltare un trattore. Allo stesso tempo, il normale “collasso” dell’aria rarefatta non è in grado di eseguire tutti questi trucchi, e il suo effetto è simile a quello di un palloncino che scoppia.
Cosa fare se si incontra un fulmine globulare
Qualunque sia la ragione dell'apparizione di una straordinaria palla al plasma, bisogna tenere presente che una collisione con essa è estremamente pericolosa, poiché se una palla piena di elettricità tocca una creatura vivente, potrebbe uccidere e, se esplode, distruggerà tutto intorno.
Quando vedi una palla di fuoco in casa o per strada, l'importante è non farsi prendere dal panico, non fare movimenti bruschi e non correre: il fulmine globulare è estremamente sensibile a qualsiasi turbolenza dell'aria e potrebbe benissimo seguirla.
È necessario allontanarsi lentamente e con calma dalla palla, cercando di starne il più lontano possibile, ma in nessun caso voltare le spalle. Se i fulmini globulari si trovano in ambienti interni, è necessario avvicinarsi alla finestra e aprire la finestra: seguendo il movimento dell'aria, molto probabilmente il fulmine volerà fuori.
È severamente vietato anche gettare qualsiasi cosa nella sfera di plasma: ciò potrebbe provocare un'esplosione, quindi lesioni, ustioni e in alcuni casi anche un arresto cardiaco sono inevitabili. Se accade che una persona non è riuscita ad allontanarsi dalla traiettoria della palla e questa l'ha colpita, provocando la perdita di coscienza, la vittima dovrebbe essere trasferita in una stanza ventilata, avvolta calorosamente, sottoposta alla respirazione artificiale e, naturalmente, chiamare immediatamente un'ambulanza.
Fulmine globulare - un fenomeno naturale insolito che è un grumo luminoso di corrente elettrica. È quasi impossibile trovarlo in natura, anche alcuni scienziati sostengono che sia impossibile.
Come si verificano i fulmini globulari?
La maggior parte degli esperti afferma che i fulmini globulari compaiono dopo un colpo da parte di un fulmine normale. Le loro dimensioni possono essere grandi quanto una pesca normale o fino a quelle di un pallone da calcio. Il colore del fulmine globulare può essere arancione, giallo, rosso o bianco brillante. Ad ogni avvicinamento della palla, puoi sentire un terribile ronzio e sibilo.
La durata del fulmine globulare può raggiungere diversi minuti. C'è una teoria che afferma che il fulmine globulare lo è replica di una piccola nuvola temporalesca. Forse nell'aria esistono costantemente piccoli granelli di polvere e i fulmini, a loro volta, danno una carica elettrica ai granelli di polvere in una zona specifica dell'aria. Alcune particelle di polvere hanno carica negativa, mentre altre hanno carica positiva. Quindi milioni di piccoli fulmini collegano particelle di polvere con carica diversa e nell'aria viene creata una palla rotonda scintillante.
- Il fulmine globulare è un fenomeno naturale abbastanza raro.
- Al momento è impossibile dire esattamente come si verificano i fulmini globulari. Esistono centinaia di teorie che spiegano il suo aspetto, ma nessuna di queste è stata dimostrata.
- Nel 1638 fu documentata per la prima volta la comparsa dei fulmini globulari. A quel tempo, volò in chiesa durante un temporale.
- I fulmini globulari possono facilmente sciogliere il vetro delle finestre.
- Molto spesso, i fulmini globulari entrano nell'appartamento attraverso porte e finestre.
- La velocità di movimento di questo fenomeno naturale può raggiungere i 10 metri al secondo.
- Si presume che la temperatura al centro della palla sia di migliaia di gradi.
È importante che ogni persona sappia come si forma un fulmine globulare e come comportarsi, perché nessuno è al sicuro dall'incontrarlo. Gli scienziati ritengono che il fulmine globulare sia un tipo speciale di fulmine. Si muove nell'aria sotto forma di una palla di fuoco luminosa (può anche sembrare un fungo, una goccia o una pera). La dimensione del fulmine globulare è di circa 10-20 cm, chi lo ha visto da vicino afferma che all'interno del fulmine globulare si possono vedere piccole parti immobili.
I fulmini globulari possono facilmente penetrare negli spazi chiusi: appaiono da una presa di corrente, da un televisore o possono apparire nella cabina di pilotaggio. Sono noti casi in cui i fulmini globulari si verificano nello stesso punto, volando da terra.
Il fulmine globulare rimane un fenomeno misterioso per gli scienziati
Per molto tempo, gli scienziati non hanno nemmeno riconosciuto il fatto che esistano i fulmini globulari. E quando appariva l'informazione che qualcuno l'aveva vista, tutto veniva attribuito a illusione ottica o allucinazioni. Tuttavia, un rapporto del fisico François Arago ha cambiato tutto. Lo scienziato ha sistematizzato e pubblicato resoconti di testimoni oculari di un fenomeno come il fulmine globulare.
Da allora molti scienziati hanno riconosciuto l'esistenza del fenomeno dei fulmini globulari in natura, ma ciò non ha ridotto il numero dei misteri; anzi, essi stanno solo diventando sempre più numerosi nel tempo.
Tutto ciò che riguarda i fulmini globulari non è chiaro: come appare questa straordinaria palla: appare non solo durante un temporale, ma anche in una giornata limpida e bella. Non è chiaro in cosa consista: che tipo di sostanza può penetrare attraverso una piccola fessura e poi diventare di nuovo rotonda. I fisici attualmente non possono rispondere a tutte queste domande.
Oggi esistono molte teorie riguardo ai fulmini globulari, ma nessuno è ancora riuscito a comprovare il fenomeno da un punto di vista scientifico. Negli ambienti scientifici oggi sono popolari due versioni opposte.
Fulmine globulare e sua formazione secondo l'ipotesi n. 1
Domenico Arago è riuscito non solo a sistematizzare tutte le informazioni raccolte sulla sfera di plasma, ma anche a fornire spiegazioni sul mistero di questo oggetto. La versione dello scienziato è che i fulmini globulari si formano a causa di una specifica interazione tra azoto e ossigeno. Il processo è accompagnato dal rilascio di energia, che provoca la formazione di fulmini.
Secondo un altro fisico, Frenkel, questa versione potrebbe ancora essere aggiunta da un'altra teoria. Implica la formazione di una sfera di plasma da un vortice sferico, la cui composizione è costituita da particelle di polvere e gas attivi creati da una scarica elettrica. Ciò provoca l'esistenza del vortice della palla per un periodo piuttosto lungo.
Questa versione è confermata dal fatto che l'apparizione di una sfera al plasma avviene dopo una scarica elettrica proprio dove l'aria è polverosa, e quando il fulmine globulare scompare, dopo di esso rimangono una certa foschia e un odore specifico. Da questa ipotesi possiamo concludere che tutta l'energia del fulmine globulare si trova al suo interno, il che significa che questa sostanza è un dispositivo di accumulo di energia.
Fulmine globulare e sua formazione secondo l'ipotesi n. 2
Secondo Kapitsa, i fulmini globulari sono alimentati da onde radio, la cui lunghezza può essere di 35-70 cm, e la ragione della loro comparsa è associata alle oscillazioni elettromagnetiche, il risultato dell'interazione delle nuvole temporalesche e della crosta terrestre.
L'accademico ha suggerito che il fulmine globulare esplode nel momento in cui la fornitura di energia si interrompe improvvisamente. Ciò può apparire come un cambiamento nella frequenza di un'onda elettromagnetica. Si verifica il cosiddetto processo di “collasso”.
C'erano sostenitori della seconda ipotesi, ma per sua natura il fulmine globulare la confuta. Fino ad oggi, con l'aiuto delle moderne attrezzature, le onde radio menzionate da Kapitsa non sono state rilevate dopo le scariche nell'atmosfera.
L'entità dell'evento durante l'esplosione di un fulmine globulare contraddice anche la seconda ipotesi: oggetti altamente durevoli vengono fusi o frantumati, tronchi di enorme spessore vengono spezzati e un trattore viene ribaltato dall'onda d'urto.
Il fulmine globulare richiede un comportamento speciale da parte di coloro che lo incontrano
Se hai l'opportunità di imbatterti in un fulmine globulare, non c'è bisogno di farsi prendere dal panico, tanto meno di correre qua e là. Devi trattarla come un cane rabbioso. Nessun movimento improvviso o corsa, perché con la minima turbolenza nell'aria, i fulmini possono essere diretti in questo luogo.
Il comportamento di una persona dovrebbe essere tranquillo e calmo. Dovresti cercare di stare il più lontano possibile dai fulmini, ma non dovresti voltargli le spalle. Se la sfera al plasma si trova all'interno, è consigliabile avvicinarsi alla finestra e aprire la finestra. La palla potrebbe soccombere al movimento dell'aria e finire in strada.
Non puoi lanciare nulla contro la palla al plasma, perché è irta di un'esplosione, che porterà inevitabilmente a grossi problemi associati a lesioni e ustioni. A volte addirittura il cuore delle persone si ferma.
Se vi trovate accanto a una persona sfortunata e viene colpita da un fulmine, facendole perdere conoscenza, è opportuno prestargli i primi soccorsi e chiamare un'ambulanza. La vittima deve essere spostata in un'area ventilata e avvolta in modo caldo. Inoltre, la persona deve sottoporsi a respirazione artificiale.
Come spesso accade, lo studio sistematico dei fulmini globulari iniziò con la negazione della loro esistenza: all'inizio del XIX secolo, tutte le osservazioni sparse conosciute a quel tempo furono riconosciute come misticismo o, nella migliore delle ipotesi, come un'illusione ottica.
Ma già nel 1838, una recensione compilata dal famoso astronomo e fisico Dominique Francois Arago fu pubblicata nell'Annuario dell'Ufficio francese delle longitudini geografiche.
Successivamente, divenne l'iniziatore degli esperimenti di Fizeau e Foucault per misurare la velocità della luce, nonché del lavoro che portò Le Verrier alla scoperta di Nettuno.
Basandosi sulle descrizioni allora conosciute dei fulmini globulari, Arago concluse che molte di queste osservazioni non potevano essere considerate un'illusione.
Nel corso dei 137 anni trascorsi dalla pubblicazione della recensione di Arago, sono apparse nuove testimonianze oculari e fotografie. Furono create dozzine di teorie, stravaganti e ingegnose, che spiegavano alcune delle proprietà conosciute dei fulmini globulari e quelle che non resistevano alle critiche elementari.
Faraday, Kelvin, Arrhenius, i fisici sovietici Ya. I. Frenkel e P. L. Kapitsa, molti chimici famosi e, infine, gli specialisti della Commissione nazionale americana per l'astronautica e l'aeronautica della NASA hanno cercato di esplorare e spiegare questo fenomeno interessante e formidabile. E i fulmini globulari continuano a rimanere in gran parte un mistero fino ad oggi.
Probabilmente è difficile trovare un fenomeno le cui informazioni siano così contraddittorie. Le ragioni principali sono due: questo fenomeno è molto raro e molte osservazioni vengono effettuate in modo estremamente inesperto.
Basti dire che le grandi meteore e persino gli uccelli furono scambiati per fulmini globulari, polvere di monconi marci e luminosi attaccati alle loro ali. Eppure, in letteratura sono descritte circa un migliaio di osservazioni attendibili sui fulmini globulari.
Quali fatti dovrebbero gli scienziati collegare a un'unica teoria per spiegare la natura del verificarsi dei fulmini globulari? Quali restrizioni impongono le osservazioni alla nostra immaginazione?
La prima cosa da spiegare è: perché i fulmini globulari si verificano frequentemente se si verificano frequentemente, o perché si verificano raramente se si verificano raramente?
Lascia che il lettore non sia sorpreso da questa strana frase: la frequenza con cui si verificano i fulmini globulari è ancora una questione controversa.
E bisogna anche spiegare perché il fulmine globulare (non per niente si chiama così) ha in realtà una forma che di solito assomiglia a quella di una palla.
E per dimostrare che si tratta, in generale, di fenomeni legati ai fulmini - va detto che non tutte le teorie associano la comparsa di questo fenomeno ai temporali - e non senza ragione: talvolta si verifica con tempo sereno, come altri fenomeni temporaleschi, per esempio, illumina Sant'Elmo.
Qui è opportuno ricordare la descrizione di un incontro con un fulmine globulare data dal notevole osservatore della natura e scienziato Vladimir Klavdievich Arsenyev, un famoso ricercatore della taiga dell'Estremo Oriente. Questo incontro ebbe luogo sui monti Sikhote-Alin in una limpida notte illuminata dalla luna. Sebbene molti dei parametri dei fulmini osservati da Arsenyev siano tipici, tali casi sono rari: i fulmini globulari di solito si verificano durante un temporale.
Nel 1966, la NASA distribuì un questionario a duemila persone, la prima parte del quale poneva due domande: “Hai visto i fulmini globulari?” e "Hai visto un fulmine lineare nelle tue immediate vicinanze?"
Le risposte hanno permesso di confrontare la frequenza di osservazione dei fulmini globulari con la frequenza di osservazione dei fulmini ordinari. Il risultato è stato sorprendente: 409 persone su 2mila hanno visto un fulmine lineare a distanza ravvicinata e due volte meno hanno visto un fulmine globulare. C'è stato anche un fortunato che ha incontrato 8 volte un fulmine globulare: un'altra prova indiretta che questo non è un fenomeno così raro come si pensa comunemente.
L'analisi della seconda parte del questionario ha confermato molti fatti già noti: il fulmine globulare ha un diametro medio di circa 20 cm; non brilla molto intensamente; il colore è più spesso rosso, arancione, bianco.
È interessante notare che anche gli osservatori che vedevano da vicino i fulmini globulari spesso non ne avvertivano la radiazione termica, sebbene bruciasse al contatto diretto.
Tali fulmini esistono da alcuni secondi a un minuto; può penetrare negli ambienti attraverso piccoli fori, ripristinandone poi la forma. Molti osservatori riferiscono che emette alcune scintille e ruota.
Di solito volteggia a breve distanza dal suolo, anche se è stato visto anche tra le nuvole. A volte il fulmine globulare scompare silenziosamente, ma a volte esplode, causando una notevole distruzione.
Le proprietà già elencate bastano a confondere il ricercatore.
Di quale sostanza dovrebbe essere composto, ad esempio, il fulmine globulare se non vola rapidamente in alto, come il pallone dei fratelli Montgolfier pieno di fumo, sebbene sia riscaldato almeno a diverse centinaia di gradi?
Anche per quanto riguarda la temperatura non tutto è chiaro: a giudicare dal colore del bagliore, la temperatura del fulmine non è inferiore a 8.000°K.
Uno degli osservatori, un chimico di professione esperto di plasma, ha stimato questa temperatura a 13.000-16.000°K! Ma la fotometria della traccia del fulmine lasciata sulla pellicola fotografica ha mostrato che la radiazione esce non solo dalla sua superficie, ma anche dall'intero volume.
Molti osservatori riferiscono anche che i fulmini sono traslucidi e attraverso di essi si possono vedere i contorni degli oggetti. Ciò significa che la sua temperatura è molto più bassa - non più di 5.000 gradi, poiché con un riscaldamento maggiore uno strato di gas spesso diversi centimetri diventa completamente opaco e si irradia come un corpo completamente nero.
Il fatto che il fulmine globulare sia piuttosto “freddo” è evidenziato anche dall’effetto termico relativamente debole che produce.
Il fulmine globulare trasporta molta energia. In letteratura, tuttavia, ci sono spesso stime volutamente gonfiate, ma anche una cifra realistica modesta - 105 joule - per un fulmine con un diametro di 20 cm è molto impressionante. Se tale energia fosse spesa solo per la radiazione luminosa, potrebbe brillare per molte ore.
Quando esplode un fulmine globulare, può svilupparsi una potenza di un milione di kilowatt, poiché questa esplosione avviene molto rapidamente. È vero, gli esseri umani possono creare esplosioni ancora più potenti, ma se confrontati con fonti energetiche “calme”, il confronto non sarà a loro favore.
In particolare, la capacità energetica (energia per unità di massa) dei fulmini è notevolmente superiore a quella delle batterie chimiche esistenti. A proposito, è stato il desiderio di imparare come accumulare energia relativamente grande in un piccolo volume che ha attratto molti ricercatori allo studio dei fulmini globulari. È troppo presto per dire fino a che punto queste speranze possano essere giustificate.
La complessità di spiegare proprietà così contraddittorie e diverse ha portato al fatto che le opinioni esistenti sulla natura di questo fenomeno sembrano aver esaurito tutte le possibilità immaginabili.
Alcuni scienziati ritengono che i fulmini ricevano costantemente energia dall'esterno. Ad esempio, P. L. Kapitsa ha suggerito che ciò si verifica quando viene assorbito un potente raggio di onde radio decimetriche, che può essere emesso durante un temporale.
In realtà, per la formazione di un coagulo ionizzato, come in questa ipotesi un fulmine globulare, è necessaria l'esistenza di un'onda stazionaria di radiazione elettromagnetica con un'intensità di campo molto elevata agli antinodi.
Le condizioni necessarie possono essere realizzate molto raramente, tanto che, secondo P. L. Kapitsa, la probabilità di osservare un fulmine globulare in un dato luogo (cioè dove si trova un osservatore specializzato) è praticamente zero.
A volte si presume che il fulmine globulare sia la parte luminosa di un canale che collega la nuvola con il suolo, attraverso il quale scorre una grande corrente. In senso figurato, per qualche motivo gli viene assegnato il ruolo di unica sezione visibile di un fulmine lineare invisibile. Questa ipotesi fu espressa per la prima volta dagli americani M. Yuman e O. Finkelstein, e in seguito apparvero diverse modifiche alla teoria da loro sviluppata.
La difficoltà comune a tutte queste teorie è che presuppongono per lungo tempo l'esistenza di flussi di energia di densità estremamente elevata ed è per questo che condannano i fulmini globulari come un fenomeno estremamente improbabile.
Inoltre, nella teoria di Yuman e Finkelstein, è difficile spiegare la forma del fulmine e le sue dimensioni osservate: il diametro del canale del fulmine è solitamente di circa 3-5 cm e i fulmini globulari possono essere trovati fino a un metro di profondità. diametro.
Ci sono alcune ipotesi che suggeriscono che il fulmine globulare stesso sia una fonte di energia. Sono stati inventati i meccanismi più esotici per estrarre questa energia.
Un esempio di tale esotismo è l'idea di D. Ashby e K. Whitehead, secondo la quale i fulmini globulari si formano durante l'annientamento dei granelli di polvere di antimateria che cadono negli strati densi dell'atmosfera dallo spazio e poi vengono portati via da un Scarica di fulmini lineari al suolo.
Questa idea potrebbe forse essere supportata teoricamente, ma sfortunatamente finora non è stata scoperta una sola particella di antimateria adatta.
Molto spesso, come ipotetica fonte di energia, vengono utilizzate varie reazioni chimiche e persino nucleari. Ma è difficile spiegare la forma sferica del fulmine: se le reazioni avvengono in un mezzo gassoso, la diffusione e il vento porteranno alla rimozione della "sostanza temporalesca" (termine di Arago) da una palla di venti centimetri in pochi secondi e deformarlo anche prima.
Infine, non esiste una sola reazione nota che avvenga nell'aria con il rilascio di energia necessario per spiegare i fulmini globulari.
Questo punto di vista è stato espresso più volte: il fulmine globulare accumula l'energia rilasciata quando viene colpito da un fulmine lineare. Ci sono anche molte teorie basate su questo presupposto; una panoramica dettagliata di esse può essere trovata nel popolare libro di S. Singer “The Nature of Ball Lightning”.
Queste teorie, come molte altre, contengono difficoltà e contraddizioni, che hanno ricevuto notevole attenzione sia nella letteratura seria che in quella popolare.
Ipotesi a grappolo di fulmini globulari
Parliamo ora della relativamente nuova, la cosiddetta ipotesi a grappolo dei fulmini globulari, sviluppata negli ultimi anni da uno degli autori di questo articolo.
Cominciamo con la domanda: perché il fulmine ha la forma di una palla? In termini generali, non è difficile rispondere a questa domanda: deve esserci una forza in grado di tenere insieme le particelle della "sostanza temporale".
Perchè una goccia d'acqua è sferica? La tensione superficiale gli dà questa forma.
La tensione superficiale in un liquido si verifica perché le sue particelle, atomi o molecole, interagiscono fortemente tra loro, molto più fortemente che con le molecole del gas circostante.
Pertanto, se una particella si trova in prossimità dell'interfaccia, allora su di essa comincia ad agire una forza che tende a riportare la molecola nella profondità del liquido.
L'energia cinetica media delle particelle liquide è approssimativamente uguale all'energia media della loro interazione, motivo per cui le molecole liquide non si separano. Nei gas, l'energia cinetica delle particelle supera così tanto l'energia potenziale di interazione che le particelle sono praticamente libere e non è necessario parlare di tensione superficiale.
Ma il fulmine globulare è un corpo simile al gas e la "sostanza del temporale" ha comunque tensione superficiale, da qui la forma sferica che ha più spesso. L'unica sostanza che potrebbe avere tali proprietà è il plasma, un gas ionizzato.
Il plasma è costituito da ioni positivi e negativi ed elettroni liberi, cioè particelle caricate elettricamente. L'energia di interazione tra loro è molto maggiore che tra gli atomi di un gas neutro e la tensione superficiale è corrispondentemente maggiore.
Tuttavia, a temperature relativamente basse - diciamo, 1.000 gradi Kelvin - e alla normale pressione atmosferica, i fulmini globulari al plasma potrebbero esistere solo per millesimi di secondo, poiché gli ioni si ricombinano rapidamente, cioè si trasformano in atomi e molecole neutre.
Ciò contraddice le osservazioni: i fulmini globulari vivono più a lungo. A temperature elevate - 10-15 mila gradi - l'energia cinetica delle particelle diventa troppo grande e il fulmine globulare dovrebbe semplicemente cadere a pezzi. Pertanto, i ricercatori devono utilizzare agenti potenti per “prolungare la vita” dei fulmini globulari, mantenendola per almeno alcune decine di secondi.
In particolare, P. L. Kapitsa ha introdotto nel suo modello una potente onda elettromagnetica capace di generare costantemente nuovo plasma a bassa temperatura. Altri ricercatori, suggerendo che il plasma del fulmine è più caldo, hanno dovuto capire come trattenere una palla di questo plasma, cioè risolvere un problema che non è stato ancora risolto, sebbene sia molto importante per molte aree della fisica e della tecnologia.
Ma cosa succede se prendiamo una strada diversa: introduciamo nel modello un meccanismo che rallenta la ricombinazione degli ioni? Proviamo a utilizzare l'acqua per questo scopo. L'acqua è un solvente polare. La sua molecola può essere grosso modo immaginata come un bastoncino, di cui un'estremità è caricata positivamente e l'altra carica negativamente.
L'acqua si attacca agli ioni positivi con un'estremità negativa e agli ioni negativi con un'estremità positiva, formando uno strato protettivo: un guscio di solvatazione. Può rallentare notevolmente la ricombinazione. Lo ione insieme al suo guscio di solvatazione è chiamato cluster.
Arriviamo così finalmente alle idee principali della teoria dei cluster: quando viene scaricato un fulmine lineare, si verifica una ionizzazione quasi completa delle molecole che compongono l'aria, comprese le molecole d'acqua.
Gli ioni risultanti iniziano a ricombinarsi rapidamente; questa fase dura millesimi di secondo. Ad un certo punto, ci sono più molecole d'acqua neutre rispetto agli ioni rimanenti e inizia il processo di formazione dei cluster.
Dura, a quanto pare, anche una frazione di secondo e termina con la formazione di una "sostanza temporalesca" - simile nelle sue proprietà al plasma e costituita da molecole di aria ionizzata e acqua circondate da gusci di solvatazione.
È vero, per ora è solo un'idea e dobbiamo vedere se può spiegare le numerose proprietà conosciute dei fulmini globulari. Ricordiamo il noto detto secondo cui uno spezzatino di lepre ha bisogno almeno di una lepre, e poniamoci la domanda: si possono formare grappoli nell'aria? La risposta è confortante: sì, possono.
La prova di ciò è letteralmente caduta (è stata portata) dal cielo. Alla fine degli anni '60, con l'ausilio di razzi geofisici, fu effettuato uno studio dettagliato dello strato più basso della ionosfera, lo strato D, situato ad un'altitudine di circa 70 km. Si è scoperto che, nonostante il fatto che a tale altezza ci sia estremamente poca acqua, tutti gli ioni nello strato D sono circondati da gusci di solvatazione costituiti da diverse molecole d'acqua.
La teoria dei cluster presuppone che la temperatura dei fulmini globulari sia inferiore a 1000°K, quindi non vi è alcuna forte radiazione termica da essi. A questa temperatura, gli elettroni si "attaccano" facilmente agli atomi, formando ioni negativi, e tutte le proprietà della "sostanza fulminea" sono determinate dai cluster.
In questo caso, la densità della sostanza del fulmine risulta essere approssimativamente uguale alla densità dell'aria in condizioni atmosferiche normali, cioè il fulmine può essere un po' più pesante dell'aria e scendere, può essere un po' più leggero dell'aria e salire, e , infine, può essere in sospensione se la densità della “sostanza fulminea” e quella dell'aria sono uguali.
Tutti questi casi sono stati osservati in natura. A proposito, il fatto che un fulmine scenda non significa che cadrà a terra: riscaldando l'aria sottostante, può creare un cuscino d'aria che lo tiene sospeso. Ovviamente, questo è il motivo per cui il volo in volo è il tipo di movimento più comune dei fulmini globulari.
I cluster interagiscono tra loro in modo molto più forte degli atomi di gas neutri. Le stime hanno dimostrato che la tensione superficiale risultante è abbastanza sufficiente per conferire al fulmine una forma sferica.
La deviazione di densità consentita diminuisce rapidamente con l'aumentare del raggio del fulmine. Poiché la probabilità di una esatta coincidenza tra la densità dell'aria e la sostanza del fulmine è piccola, i fulmini grandi - più di un metro di diametro - sono estremamente rari, mentre quelli piccoli dovrebbero apparire più spesso.
Ma anche i fulmini più piccoli di tre centimetri non vengono praticamente osservati. Perché? Per rispondere a questa domanda, è necessario considerare il bilancio energetico del fulmine globulare, scoprire dove è immagazzinata l'energia, quanta ne è e per cosa viene spesa. L'energia dei fulmini globulari è naturalmente contenuta in ammassi. Quando i cluster negativi e positivi si ricombinano, viene rilasciata energia da 2 a 10 elettronvolt.
Di solito, il plasma perde molta energia sotto forma di radiazione elettromagnetica: il suo aspetto è dovuto al fatto che gli elettroni leggeri, muovendosi nel campo ionico, acquisiscono accelerazioni molto elevate.
La sostanza del fulmine è costituita da particelle pesanti, non è così facile accelerarle, quindi il campo elettromagnetico viene emesso debolmente e la maggior parte dell'energia viene rimossa dal fulmine dal flusso di calore dalla sua superficie.
Il flusso di calore è proporzionale alla superficie del fulmine globulare e la riserva di energia è proporzionale al volume. Pertanto, i fulmini piccoli perdono rapidamente le loro riserve di energia relativamente piccole e, sebbene appaiano molto più spesso di quelli grandi, sono più difficili da notare: vivono troppo poco.
Pertanto, un fulmine con un diametro di 1 cm si raffredda in 0,25 secondi e con un diametro di 20 cm in 100 secondi. Quest'ultima cifra coincide approssimativamente con la durata massima osservata dei fulmini globulari, ma supera significativamente la sua durata media di diversi secondi.
Il meccanismo più realistico per la “morte” di un grande fulmine è associato alla perdita di stabilità del suo confine. Quando una coppia di ammassi si ricombina, si formano una dozzina di particelle leggere, che alla stessa temperatura portano ad una diminuzione della densità della "sostanza temporalesca" e ad una violazione delle condizioni per l'esistenza del fulmine molto prima che la sua energia si esaurisca.
Comincia a svilupparsi l'instabilità della superficie, i fulmini lanciano pezzi della sua sostanza e sembrano saltare da una parte all'altra. I pezzi espulsi si raffreddano quasi istantaneamente, come piccoli fulmini, e il grande fulmine schiacciato pone fine alla sua esistenza.
Ma è possibile anche un altro meccanismo del suo decadimento. Se, per qualche motivo, la dissipazione del calore peggiora, il fulmine inizierà a riscaldarsi. Allo stesso tempo, il numero di cluster con un piccolo numero di molecole d'acqua nel guscio aumenterà, si ricombineranno più velocemente e si verificherà un ulteriore aumento della temperatura. Il risultato è un'esplosione.
Perché i fulmini globulari brillano?
Quali fatti dovrebbero gli scienziati collegare a un’unica teoria per spiegare la natura dei fulmini globulari?
Quando i cluster si ricombinano, il calore rilasciato viene rapidamente distribuito tra le molecole più fredde.
Ma ad un certo punto, la temperatura del “volume” vicino alle particelle ricombinate può superare la temperatura media della sostanza del fulmine di oltre 10 volte.
Questo “volume” brilla come il gas riscaldato a 10.000-15.000 gradi. Ci sono relativamente pochi “punti caldi” di questo tipo, quindi la sostanza dei fulmini globulari rimane traslucida.
È chiaro che dal punto di vista della teoria degli ammassi i fulmini globulari possono apparire frequentemente. Per formare un fulmine con un diametro di 20 cm sono necessari solo pochi grammi d'acqua, e durante un temporale di solito ce n'è in abbondanza. L'acqua viene spesso spruzzata nell'aria, ma in casi estremi i fulmini globulari possono "trovarla" sulla superficie terrestre.
A proposito, poiché gli elettroni sono molto mobili, quando si forma un fulmine, alcuni di essi potrebbero andare “persi”; il fulmine globulare nel suo insieme si caricherà (positivamente) e il suo movimento sarà determinato dalla distribuzione del campo elettrico.
La carica elettrica residua aiuta a spiegare proprietà interessanti dei fulmini globulari come la loro capacità di muoversi contro il vento, essere attratti dagli oggetti e restare sospesi in luoghi alti.
Il colore del fulmine globulare è determinato non solo dall'energia dei gusci di solvatazione e dalla temperatura dei “volumi” caldi, ma anche dalla composizione chimica della sua sostanza. È noto che se un fulmine globulare appare quando un fulmine lineare colpisce i fili di rame, spesso è colorato di blu o verde, i soliti "colori" degli ioni di rame.
È del tutto possibile che anche gli atomi metallici eccitati possano formare cluster. La comparsa di tali ammassi “metallici” potrebbe spiegare alcuni esperimenti con scariche elettriche, che hanno portato alla comparsa di sfere luminose simili ai fulmini globulari.
Da quanto detto si può avere l'impressione che grazie alla teoria degli ammassi il problema dei fulmini globulari abbia finalmente trovato la sua soluzione definitiva. Ma non è così.
Nonostante il fatto che dietro la teoria degli ammassi ci siano calcoli, calcoli idrodinamici di stabilità, con il suo aiuto apparentemente è stato possibile comprendere molte delle proprietà dei fulmini globulari, sarebbe un errore affermare che il mistero dei fulmini globulari non esiste più .
C'è solo un tratto, un dettaglio che lo dimostra. Nella sua storia, VK Arsenyev menziona una coda sottile che si estende dal fulmine globulare. Finora non possiamo spiegare il motivo del suo verificarsi, e nemmeno di cosa si tratta...
Come già accennato, in letteratura sono descritte circa un migliaio di osservazioni attendibili di fulmini globulari. Questo ovviamente non è molto. È ovvio che ogni nuova osservazione, se analizzata a fondo, consente di ottenere informazioni interessanti sulle proprietà dei fulmini globulari e aiuta a verificare la validità dell'una o dell'altra teoria.
Pertanto, è molto importante che il maggior numero possibile di osservazioni diventi disponibile per i ricercatori e che gli osservatori stessi partecipino attivamente allo studio dei fulmini globulari. Questo è esattamente ciò a cui mira l'esperimento Ball Lightning, di cui parleremo più avanti.
Da dove viene il fulmine globulare e cos'è? Gli scienziati si pongono questa domanda da molti decenni consecutivi e finora non esiste una risposta chiara. Una sfera di plasma stabile risultante da una potente scarica ad alta frequenza. Un'altra ipotesi sono i micrometeoriti di antimateria.
...Tra materia e antimateria può sorgere una barriera con superficie sferica. Una potente radiazione gamma gonfierà questa palla dall'interno e impedirà la penetrazione della materia nell'antimateria in arrivo, e quindi vedremo una palla pulsante e luminosa che si librerà sopra la Terra. Questo punto di vista sembra essere stato confermato. Due scienziati inglesi hanno esaminato metodicamente il cielo utilizzando rilevatori di radiazioni gamma. E hanno registrato un livello anomalo di radiazioni gamma quattro volte più alto nella regione energetica prevista.
Come si forma il fulmine globulare?
Quanti meteoriti di antimateria sono necessari per fornire la frequenza con cui vengono osservati i fulmini globulari? Si è scoperto che per questo è sufficiente solo un centomiliardesimo della quantità totale di materiale meteoritico caduto sulla Terra. Questo è il risultato di questo lavoro inaspettato. Naturalmente, la spiegazione degli scienziati è lungi dall’essere definitiva e richiede una verifica. Ma ha qualcosa a che fare con i fulmini globulari?
NO! - risponde un altro scienziato e dichiara che il fulmine globulare non esiste affatto. Quella palla luminosa che vediamo è solo un'illusione della nostra visione. Nel suo laboratorio, utilizzava lampade flash per simulare i fulmini con la stessa frequenza con cui solitamente si verificano durante un temporale, e tutti i presenti erano sorpresi nel “vedere” strane sfere luminose volare dolcemente nell'aria...
Le ipotesi sono tante, ma hanno una cosa in comune, un approccio comune. Il fulmine globulare è considerato qualcosa di separato e isolato che vive in modo indipendente.
Alla fine del secolo scorso, lo scienziato francese Gaston Plante e lo scienziato russo N.A. Gezehus proposero e svilupparono l'idea fondamentale che il fulmine globulare è un sistema energetico alimentato da una fonte esterna. Credevano che la palla luminosa fosse associata alle nuvole: una colonna invisibile di aria elettrizzata. Ma non furono in grado di sviluppare e comprovare questa ipotesi allora, nel secolo scorso, e scomparve sotto una pila di altre, in cui il fulmine globulare era considerato un oggetto misterioso separato. E ora le idee che erano in anticipo sui tempi prendono vita su una nuova base.
Che aspetto ha il fulmine globulare? Come quello. Probabilmente questa foto è stata scattata per caso. Temporale, rami accecanti di fulmini che si estendono verso la Terra. E la palla vola rapidamente verso il basso. Uno strattone, un arresto istantaneo, la palla si lancia di qua e di là, poi ancora uno strattone verso la Terra, di nuovo un arresto, un movimento caotico veloce ai lati... Ecco che arriva la Terra. E una potente esplosione: una scarica. È chiaramente visibile nella foto. Una fotografia unica, unica nel suo genere: il volo di un fulmine globulare verso la Terra da una nuvola.
Ma vicino alla Terra, i fulmini globulari potrebbero non esplodere immediatamente. Una pallina spesso preferisce viaggiare inizialmente bassa, lungo la superficie, e anche qui il suo movimento è irrequieto. Rapidi scatti laterali, un lampo, poi un volo fluido e silenzioso, ancora un lampo e un lancio... Ma la velocità della Terra è molto inferiore rispetto a quando vola dal cielo nero. Ora i lampi dei fulmini globulari sono quasi invisibili. Durante il tempo tra loro, la palla ha appena il tempo di percorrere metà del suo raggio. E i lampi si fondono in uno sfarfallio con una frequenza da 10 a 100 hertz.
Qui il fulmine globulare scende sulla Terra stessa e, senza toccarla, rimbalza su qualcosa di invisibile, come un atleta da un trampolino. Dopo essere saltato in alto, il fulmine globulare scende ancora e rimbalza sullo strato del trampolino. Così la palla di fuoco salta sopra la Terra, colpendo l'immaginazione di chiunque riesca a vederla. Ora, trovandosi al ponte sopra il fiume, li costeggia, come il fiabesco Kolobok che scappa dai suoi nonni. Kolobok corre lungo la passerella e, come se avesse paura di cadere in acqua e di annegare, non si muove dritto, ma lungo le passerelle curve, seguendo le loro svolte. Kolobok corre, canticchiando per qualche motivo sottovoce la sua canzone preferita: "Ho lasciato mio nonno, ho lasciato mia nonna...", e in lontananza si sente solo "sh-sh-sh", e i testimoni oculari garantiscono solo per il fatto che fossero in grado di sentire il sibilo di Kolobok: il fulmine globulare.
Kolobok è moderno, è un radioamatore e non solo canta la sua canzone, ma la trasmette anche alla radio su onde lunghe. Accendi il ricevitore e nel raggio di circa mille-10mila metri sentirai gli stessi segnali di chiamata sibilanti... "Io sono Kolobok..." con la stessa frequenza acustica di 10-100 hertz, che può essere sentito direttamente dall'orecchio.
Una forte raffica di vento ha spazzato via il nostro Kolobok elettrico dal ponte, ha volato attraverso il fiume e il campo ed è finito nel cortile di una casa di legno. Vedendo un barile d'acqua, vi salì dentro e... si stese sull'acqua. Ora non è Kolobok, ma una frittella, ma non è lui che viene fritto, ma quello che frigge, o meglio, cucina. L'acqua nella botte cominciò a riscaldarsi e a bollire. Una volta ultimato il vostro lavoro, fate evaporare tutta l'acqua. Il panino si raggomitolò di nuovo in una palla e volò attraverso il cortile, volando attraverso la finestra nella capanna. Ho volato oltre una lampadina elettrica: ha lampeggiato intensamente e si è immediatamente bruciata. Girando per la stanza, volò alla finestra e, dopo aver sciolto un piccolo foro nel vetro, scivolò fuori e volò nella foresta. Là si bloccò per un momento vicino a un grande albero. La mascherata è finita.
Una lunga scintilla elettrica salta fuori dal fulmine globulare e si precipita sulla superficie elettricamente conduttiva più vicina: la corteccia bagnata di un albero vicino. Una potente esplosione assorda tutto intorno. Una forza formidabile si è risvegliata a Kolobok. Il fulmine globulare debolmente luminoso si trasformò in un potente fulmine lineare che spaccò il tronco del centenario e ricordò alla gente le forze sfrenate della natura che infuriano durante un temporale.
I fulmini globulari testimoniano la nostra pessima conoscenza di un fenomeno apparentemente ordinario e già studiato come l'elettricità. Nessuna delle ipotesi avanzate in precedenza ha ancora spiegato tutte le sue stranezze. Quella proposta in questo articolo potrebbe non essere nemmeno un'ipotesi, ma solo un tentativo di descrivere il fenomeno in modo fisico, senza ricorrere a cose esotiche come l'antimateria. Il primo e principale presupposto: il fulmine globulare è una scarica di fulmini ordinari che non ha raggiunto la Terra. Più precisamente: i fulmini globulari e lineari sono un processo, ma in due modalità diverse: veloce e lenta.
Quando si passa dalla modalità lenta a quella veloce, il processo diventa esplosivo: il fulmine globulare si trasforma in un fulmine lineare. È anche possibile la transizione inversa dal fulmine lineare al fulmine globulare; In qualche modo misterioso, o forse casuale, questa transizione fu compiuta dal talentuoso fisico Richman, contemporaneo e amico di Lomonosov. Ha pagato la sua fortuna con la vita: il fulmine globulare che ha ricevuto ha ucciso il suo creatore.
Il fulmine globulare e il percorso invisibile della carica atmosferica che lo collega alla nuvola si trovano in uno speciale stato "elma". Elma, a differenza del plasma - aria elettrificata a bassa temperatura - è stabile, si raffredda e si diffonde molto lentamente. Ciò è spiegato dalle proprietà dello strato limite tra l'Elma e l'aria ordinaria. Qui le cariche esistono sotto forma di ioni negativi, voluminosi e inattivi. I calcoli mostrano che gli olmi si espandono in circa 6,5 minuti e vengono riforniti regolarmente ogni trentesimo di secondo. È attraverso questo intervallo di tempo che un impulso elettromagnetico passa nel percorso di scarica, reintegrando Kolobok con energia.
Pertanto, la durata dell'esistenza dei fulmini globulari è in linea di principio illimitata. Il processo dovrebbe arrestarsi solo quando si esaurisce la carica della nuvola, più precisamente la “carica effettiva” che la nuvola è in grado di trasferire sul percorso. Proprio così si spiega la fantastica energia e la relativa stabilità dei fulmini globulari: esiste grazie all'afflusso di energia dall'esterno. Pertanto, i fantasmi del romanzo di fantascienza di Lem “Solaris”, che possiedono la materialità della gente comune e una forza incredibile, potrebbero esistere solo con la fornitura di colossale energia dall’Oceano vivente.
Il campo elettrico nei fulmini globulari è vicino in grandezza al livello di rottura di un dielettrico, il cui nome è aria. In un campo del genere, i livelli ottici degli atomi sono eccitati, motivo per cui i fulmini globulari brillano. In teoria, i fulmini globulari deboli, non luminosi e quindi invisibili dovrebbero essere più frequenti.
Il processo nell'atmosfera si sviluppa nella modalità del fulmine globulare o lineare, a seconda delle condizioni specifiche del percorso. Non c'è nulla di incredibile o di raro in questa dualità. Ricordiamo la combustione ordinaria. È possibile nella modalità di propagazione lenta della fiamma, che non esclude la modalità di un'onda di detonazione in rapido movimento.
In cosa consiste il fulmine globulare?
...Il fulmine scende dal cielo. Non è ancora chiaro cosa dovrebbe essere, sferico o regolare. Succhia avidamente la carica dalla nuvola e il campo sul percorso diminuisce di conseguenza. Se, prima di colpire la Terra, il campo lungo il percorso scende al di sotto di un valore critico, il processo passerà alla modalità fulmine globulare, il percorso diventerà invisibile e noteremo che il fulmine globulare sta scendendo sulla Terra.
Il campo esterno in questo caso è molto più piccolo del campo proprio del fulmine globulare e non ne influenza il movimento. Questo è il motivo per cui i fulmini luminosi si muovono in modo caotico. Tra un lampo e l'altro, il fulmine globulare si illumina più debole e la sua carica è piccola. Il movimento è ora diretto dal campo esterno ed è quindi lineare. I fulmini globulari possono essere trasportati dal vento. Ed è chiaro il perché. Dopotutto, gli ioni negativi che lo compongono sono le stesse molecole d'aria, solo con gli elettroni attaccati ad esse.
Il rimbalzo dei fulmini globulari dallo strato d’aria del “trampolino” vicino alla Terra è spiegato semplicemente. Quando il fulmine globulare si avvicina alla Terra, induce una carica nel terreno, inizia a rilasciare molta energia, si riscalda, si espande e si solleva rapidamente sotto l'influenza della forza di Archimede.
Il fulmine globulare più la superficie della Terra forma un condensatore elettrico. È noto che un condensatore e un dielettrico si attraggono. Pertanto, il fulmine globulare tende a posizionarsi sopra i corpi dielettrici, il che significa che preferisce essere sopra passerelle di legno o sopra un barile d'acqua. L'emissione radio a onde lunghe associata ai fulmini globulari è creata dall'intero percorso del fulmine globulare.
Il sibilo dei fulmini globulari è causato da esplosioni di attività elettromagnetica. Questi lampi si verificano ad una frequenza di circa 30 hertz. La soglia uditiva dell'orecchio umano è di 16 hertz.
Il fulmine globulare è circondato dal proprio campo elettromagnetico. Volando oltre una lampadina elettrica, può riscaldare induttivamente e bruciare il suo filamento. Una volta inserito nel cablaggio di una rete di illuminazione, radiodiffusione o telefonica, chiude l'intero percorso verso questa rete. Pertanto, durante un temporale, è consigliabile mantenere le reti collegate a terra, ad esempio attraverso spazi di scarico.
Il fulmine globulare, “sparso” su un barile d'acqua, insieme alle cariche indotte nel terreno, forma un condensatore con dielettrico. L’acqua ordinaria non è un dielettrico ideale; ha una conduttività elettrica significativa. La corrente inizia a fluire all'interno di tale condensatore. L'acqua viene riscaldata dal calore Joule. Ben noto è l’“esperimento del barile”, in cui un fulmine globulare portò all’ebollizione circa 18 litri d’acqua. Secondo le stime teoriche, la potenza media di un fulmine globulare quando fluttua liberamente nell'aria è di circa 3 kilowatt.
In casi eccezionali, ad esempio in condizioni artificiali, all'interno dei fulmini globulari può verificarsi un guasto elettrico. E poi appare il plasma! In questo caso, viene rilasciata molta energia, i fulmini globulari artificiali possono brillare più luminosi del sole. Ma di solito la potenza del fulmine globulare è relativamente piccola: è nello stato elma. Apparentemente, in linea di principio, la transizione dei fulmini globulari artificiali dallo stato di elma allo stato di plasma è possibile.
Fulmine globulare artificiale
Conoscendo la natura del Kolobok elettrico, puoi farlo funzionare. I fulmini globulari artificiali possono superare di gran lunga la potenza dei fulmini naturali. Tracciando una traccia ionizzata lungo una determinata traiettoria nell'atmosfera con un raggio laser focalizzato, saremo in grado di dirigere i fulmini globulari dove ne abbiamo bisogno. Cambiamo ora la tensione di alimentazione e trasferiamo il fulmine globulare in modalità lineare. Scintille giganti correranno obbedienti lungo la traiettoria che abbiamo scelto, frantumando rocce e abbattendo alberi.
C'è un temporale sull'aerodromo. Il terminal dell'aeroporto è paralizzato: vietato l'atterraggio e il decollo degli aerei... Ma viene premuto il pulsante di avvio sul pannello di controllo del sistema di dissipazione dei fulmini. Una freccia infuocata scattò tra le nuvole da una torre vicino all'aerodromo. Questo fulmine globulare artificiale e controllato che si alzava sopra la torre passò alla modalità fulmine lineare e, precipitandosi in una nuvola temporalesca, vi entrò. Il percorso del fulmine collegava la nuvola alla Terra e la carica elettrica della nuvola veniva scaricata sulla Terra. Il processo può essere ripetuto più volte. Non ci saranno più temporali, le nuvole si sono schiarite. Gli aerei possono atterrare e decollare di nuovo.
Nell’Artico sarà possibile accendere fuochi artificiali. Un percorso di carica di trecento metri di fulmini globulari artificiali si innalza da una torre di duecento metri. I fulmini globulari passano alla modalità plasma e brillano intensamente da un'altezza di mezzo chilometro sopra la città.
Per una buona illuminazione in un cerchio con un raggio di 5 chilometri, è sufficiente un fulmine globulare, che emette una potenza di diverse centinaia di megawatt. Nella modalità plasma artificiale, tale potenza è un problema risolvibile.
L'omino di pan di zenzero elettrico, che per tanti anni ha evitato di conoscere da vicino gli scienziati, non se ne andrà: prima o poi verrà domato e imparerà a portare beneficio alle persone.
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