Знак вопроса, 1994 № 03 - [8]

«Если в природе не существует источников энергии, еще нам неизвестных, — писал по этому поводу П. Л. Капица, — то на основании закона сохранения энергии приходится принять, что во время свечения к шаровой молнии непрерывно подводится энергия, и мы вынуждены искать этот источник вне объема шаровой молнии».

И он нашел такой источник. Академик Капица теоретически показал, что шаровая молния, наблюдаемая в природе, представляет собой высокотемпературную плазму, существующую довольно длительное время в результате резонансного поглощения или интенсивного поступления энергии в виде радио-волнового излучения. Он высказал мысль, что искусственная шаровая молния может быть создана с помощью мощного потока радиоволн, сфокусированного в небольшой области пространства. Естественная шаровая молния представляет собой шар диаметром около 20 см, что соответствует длине волны около 70 см.

А лет пять тому назад в одной из лабораторий НИИ механики МГУ под руководством А. М. Хазена была создана еще одна теория огненного шара, которая органично соединила в себе достоинства предыдущих. Исследования показали, что в грозовую погоду природа не только мечет молнии, в это время в атмосфере проносятся невидимые энергетические волны.

В грозу под действием разности потенциалов в атмосфере начинается направленный дрейф электронов, их перетекание из облака в землю. При этом электроны то и дело сталкиваются с атомами воздуха. Причем данные столкновения происходят, казалось бы, вопреки здравому смыслу: чем выше скорость электронов, тем… реже они сталкиваются с атомами. Это приводит к тому, что отдельные атомы, достигшие некой критической скорости, скатываются вниз, словно бы с горки. Такой «эффект горки» перестраивает войско заряженных частиц. Они начинают скатываться не беспорядочной толпой, а шеренгами, подобно тому, как накатываются волны морского прибоя. Только «прибой» в данном случае обладает колоссальной скоростью — 1000 км/с! Энергии этих волн, как показывают расчеты А. М. Хазена, вполне достаточно, чтобы, настигая плазменный шар, подпитывать его своим электростатическим полем, поддерживать в нем электромагнитное колебания.

Словом, на базе физики и математики создана теория, которая дает ответ на многие вопросы, в том числе и на самые главные. Как возникает шаровая молния? Почему она живет столь долго?

С помощью этой теории удалось ответить и на такой, казалось бы, каверзный вопрос. Почему, как отмечают многие наблюдатели, огненный шар частенько движется над землей на одной и той же высоте, точно копируя рельеф местности? Это явление можно объяснить так. С одной стороны, светящаяся сфера, обладая более высокой температурой по отношению к окружающей среде, стремится всплыть наверх под действием архимедовых сил. С другой стороны, под действием электростатических сил шар притягивается к влажной проводящей поверхности почвы. На какой-то высоте обе силы уравновешивают друг друга, и шар словно бы катится по невидимым рельсам.

Иногда, правда, шаровая молния делает и резкие скачки. Их причиной может послужить либо резкий порыв ветра, либо резкое изменение в направлении движения электронной лавины.

Нашлось объяснение и такому вопросу: почему шаровая молния стремится попасть внутрь построек? Любое строение, особенно каменное, поднимает в данном месте уровень грунтовых вод, а значит, здесь нарастает электропроводность почвы, концентрация поля. Вот эти-то факторы и привлекают плазменный шар.

И наконец, почему шаровая молния по-разному заканчивает свое существование: иногда бесшумно, а чаще — взрывом? В этом тоже виноват электронный дрейф. Если к шаровому «сосуду» подводится слишком много энергии, он в конце концов лопается от перегрева или, попав в область повышенной электропроводности, разряжается словно обычная линейная молния. Если же электронный дрейф по каким-либо причинам затухает, шаровая молния тихо угасает, рассредоточивая свой заряд в окружающем пространстве.

Таким образом А. М. Хазеном создана интересная теория одного из самых загадочных явлений природы. Насколько она верна? Ответить на этот вопрос может лишь эксперимент. Схему этого эксперимента А. М. Хазен представляет себе так.

«Возьмем проводник, проходящий через центр антенны передатчика сверхвысоких частот (СВЧ). Вдоль проводника, как по волноводу, будет распространяться электромагнитная волна. Причем проводник надо взять достаточно длинный, чтобы антенна электростатически не влияла на свободный конец. Подключим этот проводник к импульсному генератору высокого напряжения и, включая генератор, подадим на него короткий импульс напряжения, достаточный для того, чтобы на свободном конце мог возникнуть коронный разряд. Причем импульс высокого напряжения надо сформировать так, чтобы возле его заднего фронта напряжение на проводнике не падало до нуля, а сохранялось на каком-то уровне, недостаточном для создания короны, то есть постоянного светящегося заряда на проводнике. Если менять амплитуду и время импульса постоянного напряжения, варьировать частоту и амплитуду поля СВЧ, то в конце концов на свободном конце провода даже после выключения переменного поля должен остаться и, возможно, даже отделиться от проводника светящийся плазменный сгусток».