С точки зрения науки любое явление, эффект или объект (а также их свойства) должны быть:
а) чётко и неоспоримо зафиксированы в природе;
б) смоделированы в лаборатории в ходе опытов и экспериментов;
в) описаны теоретически с помощью формул и чисел;
г) полученные формулы и числа должны (хотя бы «чуть-чуть») совпадать с теми, которые были зафиксированы в природе и во время экспериментов.
Шаровая молния атакует церковь в Уидекомбе в 1638 году. Старинная гравюра
По таким вот строгим критериям учёные отбрасывают как ненаучные самые разные вещи и явления. И вечный двигатель, и НЛО, и привидения. Но вот шаровую молнию отбросить не получается, потому что есть не только многочисленные рассказы очевидцев, записи на киноплёнку и видеозаписи, но и экспертные расследования, и даже самая настоящая (вот уж «научнее не бывает») спектрограмма.
Спектр шаровой молнии полученный китайскими учеными в 2012 году
Этот случай произошёл не так давно, в 2012 году – китайские учёные на Тибетском плато изучали обыкновенные молнии – в природных условиях – с помощью различных приборов, в том числе спектрометров. Неожиданно на видео (которое до сих пор засекречено) и на запись спектрографа (которая опубликована) попала самая настоящая шаровая молния. По описаниям очевидцев – серьёзных учёных! – «сразу же после удара обычной молнии вдруг появился сияющий белый шар, размерами приблизительно около 5 метров. Он проплыл горизонтально расстояние примерно в 10 метров, после чего сменил цвет на красный и начал подниматься вверх».
И вот тут начинаются большие проблемы – очень серьёзные. Потому что если пункт «А» («доказанно существует и наблюдается в природе») для шаровой молнии выполняется, то остальные три – нет! Получить шаровую молнию в лаборатории учёным пока удавалось только в научно-фантастической литературе (например, «Замок ведьм» Александра Беляева). Более того – пока не удалось создать и более-менее убедительную теорию для этого явления, хотя этим занимались крупнейшие учёные мира (скажем, Пётр Леонидович Капица, знаменитый физик, лауреат Нобелевской премии). И вот из-за этого учёные шаровую молнию не любят.
Каковы её свойства?
Что на текущий момент учёным удалось узнать достаточно достоверно из наблюдений? Довольно многое:
Размеры шаровой молнии – от теннисного мячика до шара диаметром в несколько метров.
Время существования – от нескольких секунд до нескольких минут
Цвет – самый разный (белый, жёлтый, синий, красный), иногда постоянно изменяющийся
Плотность – меньше воздуха
«Смерть» – иногда просто растворяется в воздухе, иногда взрывается, причиняя серьёзные разрушения
Взаимодействие с предметами – иногда плавит или поджигает, иногда отбрасывает в сторону на много метров, иногда проходит насквозь
Какова энергия, содержащаяся внутри шаровой молнии? В 1936 году английский физик Брайан Гудлет привёл совершенно уникальный случай: средних размеров (с грейпфрут) шаровая молния залетела в небольшой бочонок с водой, стоявший на кухне. Вода, только что принесённая из колодца, немедленно начала кипеть. Даже спустя 20 минут после происшествия вода была настолько горячей, что в неё нельзя было опустить руку. Поскольку физику было известно количество воды и её изначальная температура, то рассчитать энергию «по школьным формулам» не составило никакого труда: примерно 100 киловатт-часов, или 360 мегаджоулей на 1 килограмм массы. Это очень много. Достаточно сказать, что шар такого же размера, наполненный нитроглицерином (очень мощным взрывчатым веществом), содержит примерно в четыре раза меньше энергии...
Что касается взаимодействия с веществом – то тут всё ещё загадочнее. В том же самом наблюдении Гудлета сообщается, что шаровая молния, прежде чем залететь в бочонок с водой, пережгла металлические телеграфные провода и сильно опалила деревянную оконную раму. Температура плавления стали, из которой сделана проволока, в среднем составляет +1400 градусов. Значит, молния была примерно такой же температуры? Но тогда она должна была не «опалить» деревянную раму, а поджечь. Странно... Однако всё-таки в этом случае молния «как и положено» взаимодействует с веществом: плавит металл, поджигает древесину, кипятит воду. Среди других примеров «взаимодействия» есть и более «агрессивные»: шаровая молния может при взрыве перевернуть многотонный трактор, выломать в помещении все двери, сломать, как спичку, толстое бревно...
Отверстие с оплавленными краями, оставленное шаровой молнией в оконном стекле
Шаровая молния влетает в дом гравюра 1901 года
Но были и другие случаи! Скажем, «случай Дженнисона», описанный в 1963 году. Или «случай Аккуратова», описанный в 1946 году. И тут, и там шаровая молния каким-то неизвестным образом сумела пройти сквозь металлическую толстую стенку и попасть внутрь самолёта, летящего на большой высоте! При этом впоследствии, во время расследования, на стенках не было обнаружено никаких – ни проплавленных, ни просверленных, ни «прогрызенных» отверстий. Умение проходить сквозь стены – про такое знает квантовая физика (физики называют это «туннельный эффект»), но чтобы такое происходило в «большом» макромире?! А наблюдения лётчиков (людей психологически подготовленных и вовсе не склонных фантазировать) говорят обратное – сперва молния была снаружи самолёта, пролетела вдоль крыла к кабине, а потом вдруг оказалась внутри (где устроила пожар и чуть не убила радиста).
Одна ли она?
Удивление вызывает «разнообразие» поведения шаровой молнии при взрыве. Если мы, допустим, возьмём две тротиловые шашки одной и той же массы, то и взорваться они должны с одной и той же силой. А тут при наблюдениях всё совершенно иначе – в одном случае шаровая молния, попав в деревянную мачту корабля, «разносит её в щепки и поджигает весь корабль целиком». А в другом – залетев под кресло радиста в самолёте, взрывается, разносит в куски рацию, плавит (!) металлическое основание сиденья, но сам радист при этом каким-то чудом остаётся цел и невредим.
Столько же вопросов вызывает поведение шаровой молнии при контакте с металлическими объектами или электрическими проводами. Обычная молния, благодаря своей электрической природе, как известно, «любит» именно металлические предметы (на этом основан принцип работы громоотводов). В мультфильме «Ничуть не страшно» мальчики Коля и Юра спасаются от шаровой молнии именно благодаря свисающему со столба электрическому проводу.
Но вот с настоящей шаровой молнией – не вполне так. Иногда она действительно движется в сторону электрических проводов или антенн, а иногда – проплывает мимо них абсолютно «равнодушно», и даже наоборот:
...В нашей палатке – а она была закрыта – лежали радиостанция, карабины и альпенштоки. Но шаровая молния не тронула ни одного металлического предмета, казалось, она «охотилась» только на людей...
Кстати, «вдогоночку». А вообще – насколько и чем опасна шаровая молния для человека? И здесь данные тоже есть самые противоречивые. Многим знаком хрестоматийный случай гибели в Петербурге в 1753 году от удара шаровой молнией физика Георга Рихмана, друга Ломоносова. На лбу учёного нашли «всего лишь красное пятнышко величиной с мелкую монету». Но вот упомянутый нами только что случай, произошедший с группой альпинистов на Северном Кавказе в 1978 году – там шаровая молния «размером с мячик для тенниса» оставляла на теле «страшные глубокие раны, буквально выдирая мясо до костей» (тогда 4 человека получили серьёзные травмы и остались инвалидами, а один погиб).
Гибель Георга Рихмана от шаровой молнии в 1753 году
Именно поэтому многие исследователи всерьёз задаются вопросом – а действительно ли мы имеем дело с одним и тем же явлением? Реагирует шаровая молния на металл – или НЕ реагирует? Прожигает предметы – или проходит их НАСКВОЗЬ? Какой запах остаётся в помещении после взрыва шаровой молнии – запах ОЗОНА или запах СЕРЫ (да-да, и здесь показания свидетелей тоже бывают самые разные)? Или шаровых молний вообще не одна – а две (или три, или даже больше?). Схожих внешне, но обладающих совершенно разными свойствами?
А молния ли это?
«Шаровая молния» – устоявшийся, привычный термин. И в самом деле большинство свидетельств описывают появление шаровой молнии именно во время грозы, то есть как бы подразумевают «родство» молнии обыкновенной и молнии шаровой. Однако «большинство» – совершенно не значит «все». Возьмём тот же самый случай в самолёте, произошедший в 1946 году – тогда шаровая молния проникла в самолёт зимой, при забортной температуре минус пятнадцать градусов, и никаких признаков грозы не наблюдалось на сотни километров вокруг! Но тем не менее – шаровая молния была, её прекрасно видели второй пилот и оба штурмана...
Обложка журнала "Техника – молодежи" 1982 год с рассказом о случае 1946 года
Второй момент. Обычная молния – это раскалённая добела плазма с температурой порядка 30 тысяч градусов, здесь физики друг с другом не спорят. Но и гаснет («высвечивается») обычная молния, как вы знаете, очень быстро. Шаровая же молния может существовать длительное время – несколько десятков секунд, а то и несколько минут! Учёным очень хорошо знакомо такое явление, как «высвечивание» плазменного «огненного шара» при взрыве ядерной или водородной бомбы. Ещё академик Капица справедливо указывал – если огненный шар диаметром 150 метров высвечивается за 10 секунд, тогда «плазменная» шаровая молния диаметром 10 сантиметров должна высветиться всего лишь за сотую долю секунды! А закон сохранения энергии никто не отменял – если вытащить из детской игрушки батарейку, она перестанет работать. А вот шаровая молния, выходит, «в батарейке не нуждается»...
Кстати, единственное (пока) исследование шаровой молнии спектрометром в 2012 году показало, что в её составе есть железо, кремний, кальций, кислород, алюминий, фосфор и титан. То есть на спектр «обыкновенной» молнии спектр шаровой молнии решительно не похож – она «из другого вещества». Так что весьма вероятно, что «шаровая молния» – это вовсе не «молния»... Но тогда что это?
Возможные гипотезы
Почему шаровая молния круглая? Скорее всего, по той же самой причине, почему круглую форму приобретают капли воды в невесомости. По той же самой причине, почему при взрыве атомной бомбы образуется плазменный шар (а не куб и не пирамидка). Шаровая молния – просто по законам физики – как бы «стремится» тратить как можно меньше энергии на поддержание собственной формы, а потому и превращается в плавающую в воздухе шарообразную «каплю». Но... это только одно из многих объяснений.
Почему летает? Вот уж точно не потому, почему летает воздушный шар. Шар, наполненный горячим воздухом (или состоящий из раскалённого вещества, как при взрыве атомной бомбы), по тем же самым законам физики обязан полететь – но полететь строго вверх! Как пузырёк воздуха внутри открытой бутылки с газированной водой. А движение шаровой молнии может быть очень сложным – она может висеть неподвижно, подниматься, опускаться, двигаться быстрее или медленнее, причём «сама по себе», безо всякого там «ветра». Движение шаровой молнии во время трагедии 1978 года очевидец описывал так:
…Странный это был визитёр. Казалось, он сознательно и злобно, методически, соблюдая одному ему известную очерёдность, раз за разом проникал в наши спальные мешки и жёг нас, предавая страшной пытке...
Как устроена? Самая сложная часть вопроса. Все существующие теории (и их создателей) можно разделить на несколько больших групп:
Группа 1 – «иллюзионисты»: Шаровая молния – это своего рода устойчивая галлюцинация, вызванная воздействием электромагнитных волн на человеческий мозг. Так легче всего объяснить, скажем, «прохождение шаровой молнии сквозь стены». Или тот же случай с альпинистами в 1978 году объясняется тем, что спортсмены, «загипнотизированные» галлюцинацией, сами себе наносили раны... Минусы таких теорий: галлюцинации не могут плавить стекло и железо, а также переворачивать трактора и разносить в щепки корабельные мачты.
Группа 2 – «традиционалисты»: Шаровая молния – это устойчивый объект шарообразной формы, наполненный неизвестным науке веществом. Сам объект может быть устроен по-разному – и как некая «губка» из плазмы, и как некий быстро вращающийся «вихрь», переносящий раскалённое содержимое. Здесь минус – обычный закон сохранения энергии: из такого объекта энергия должна «перетекать» в окружающую среду, причём очень быстро. Да и сквозь стены такой пройти уже не сумеет.
Группа 3 – «волновики»: Шаровая молния – это особая стоячая электромагнитная волна (математики и физики называют такие удивительные волны-одиночки «солитонами»), которая и подпитывает энергией «снаружи» сгусток плазмы – «резонансную область». Минусы здесь – наблюдаемые явления, тот же «опыт Гудлета». Такая стоячая волна никаким образом не смогла бы вскипятить бочонок с водой (это противоречит всем законам физики сразу). Ну и взрыв такого «резонанса» по расчётам – просто хлопок воздушного шарика. Разнести на куски прочный предмет он не способен.
Группа 4 – «пространственники»: Шаровая молния – это результат «прокола» нашего пространства-времени, как бы проникновения в нашу вселенную другой вселенной. Представьте себе шар или цилиндр, который проходит сквозь тонкий лист бумаги – на листе «из ниоткуда» возникает точка, которая превращается в круг, какое-то время «живёт» на листе, а затем снова исчезает в никуда. Взрыв шаровой молнии – результат действия силового поля, возникающего на границе тех самых разных вселенных. Минусы – столкновение двух вселенных, по идее, должно не то что бочонок воды вскипятить, а как минимум пару галактик разнести в клочья... Но... кто знает?
Группа 5 – «биологи»: Шаровая молния – это ни на что не похожая и крайне редко наблюдаемая атмосферная форма жизни (у некоторых исследователей – даже разумной жизни). Эта жизнь питается электричеством или электромагнитными волнами (как «волновики» в одноимённом фантастическом рассказе Фредерика Брауна), но при определённых обстоятельствах может стать видимой для людей и взаимодействовать с «обыкновенной» материей. Этакий вариант рассказа Виктора Драгунского «Он живой и светится», только для взрослых...
Кстати, вам какая теория «устройства шаровой молнии» нравится больше? В любом случае, это явление природы, до сих пор учёными не разгаданное...
И вот ещё – трогательная песня про круглое и летает:
