З тих пір пройшло кілька століть, зафіксовані тисячі спостережень, але ясності щодо кульової блискавки до цих пір немає. Висунуто сотні гіпотез формування та пристрої цього об'єкта, але жодна з них не може пояснити все дивовижні властивості кульової блискавки. Тільки знаменитий Нікола Тесла свого часу вмів виготовляти і публічно демонстрував кульові блискавки, але цей секрет він так і не розкрив.
Чи не кульова і не блискавка
Грозова лінійна блискавка між хмарою і землею починається з того, що завдяки високій напруженості електричного поля в хмарі виникає лідер - канал сильно іонізованого повітря, вістря якого просувається до землі стрибками по кілька десятків метрів зі зміною напрямку руху.
В результаті створюється ламаний електропровідний канал до землі, по якому в наступній - головною фазі блискавки з громом і яскравим світінням відбувається перенесення основної частини заряду з землі в хмару. У початковій точці руху заряду і при кожному зламі траєкторії створюється вихрова складова електромагнітного поля, яка відривається від загального поля і починає самостійне життя.
При невеликій енергії відірвався вихор безслідно розсіюється в просторі, але при великій енергії його доля може бути зовсім іншою. При достатньої енергії електромагнітний вихор іонізує повітря з утворенням плазми. Подібно до того, як плазма іоносфери Землі відображає короткі і середні радіохвилі, не випускаючи їх з цієї пастки в космос, точно так плазма електромагнітного вихору може утворювати зовнішню оболонку, яка замикає електромагнітний вихор в пастку.
Виходить те, що у фізиці називається Солітони або відокремленої хвилею, здатної існувати в такому вигляді деякий час. Необхідні умови для цього - нелінійність і дисперсія є невід'ємними властивостями плазми. Ось цей солітон і є кульовою блискавкою. Деякі її називають плазмоїд, але це некоректно, так як першопричина її освіти не плазма, а електромагнітний вихор. Плазма ж є вторинним фактором, породженим електромагнітним вихором. Тому правильно висловлювати суть кульової блискавки слід терміном «електромагнітний солітон».
Випаровує ювелірні прикраси
Плазма іоносфери при перпендикулярному падінні променя відображає електромагнітні хвилі тільки тих частот, які нижче так званої критичної частоти, яка визначається щільністю плазми. А ось хвилі з частотами вище цієї частоти вільно проходять через плазму. Саме тому короткі і середні радіохвилі повертаються на землю і не проходять в космос, а для ультракоротких хвиль іоносфера прозора.
Електромагнітний вихор кульової блискавки може мати широкий спектр частот. Якщо критична частота плазмової оболонки вище частот спектра вихору, то зовнішнє поле кульової блискавки мало і кульова блискавка, що несе величезну енергію, що не нагріває навколишні предмети. А ось якщо невелика частина спектра лежить вище критичної частоти, у кульової блискавки може бути досить потужне зовнішнє поле, здатне нагрівати віддалені оточуючі предмети - металеві предмети, об'єкти містять воду, в тому числі тіло людини.
Зокрема, саме з цієї причини нерідко відбувається непомітне випаровування кілець і ланцюжків у людей при прольоті кульової блискавки, збої і пошкодження комп'ютерів і інших електронних приладів. Зовнішнє поле такої кульової блискавки може впливати на роботу мозку людини - людина в цій ситуації може виявитися, як під гіпнозом, не здатним на якісь дії.
Немов крапля води
Але плазма це не просто сукупність іонів і електронів. Завдяки колективним силам взаємодії між багатьма зарядженими частинками плазма може себе вести подібно рідини. При цьому плазмові освіти мають поверхових натягом, визначальним прагнення до мінімального обсягу, подібно до краплі води.
Тому після початкового освіти солітону плазмова оболонка прагне стиснути вихор. При цьому щільність плазми підвищується і перш невидима очима оболонка солітону може почати світитися червоним, оранжевим і далі по веселці кольором. При великій щільності плазми світіння може перейти в область ультрафіолету і тоді кульова блискавка вночі взагалі стане невидимою для людського ока, але на світлому фоні вона буде представлятися сіркою або чорною.
Вогненні гості з-під землі
За статистикою близько 20 відсотків спостережень кульової блискавки відбуваються в ясну погоду. Виходить, що не тільки лінійні блискавки можуть породжувати кульові блискавки. Ось при землетрусах часто спостерігаються польоти кульових блискавок. У наукових лабораторіях Денвера (США) і Томська (Росія) встановлено, що під великим тиском зразків гірських порід спостерігається емісія електромагнітних хвиль. Уже створено прилади, що попереджають гірників про наближення гірського удару.
У надрах планети при реальних великих розломах гірських порід можуть генеруватися потоки електромагнітних хвиль величезної енергії. При цьому активна точка розлому рухається зі змінною швидкістю по ламаній траєкторії, що в електромагнітному потоці створює вихрові компоненти.
Проходячи через вищерозміщені породи, електромагнітний потік втрачає деяку частину своєї енергії, але того, що залишається, нерідко досить для того, щоб нагріти морську воду, викликати світіння неба або обпалити листя рослин і т.д. Такі ефекти часто супроводжують сильні землетруси. Ну а електромагнітні вихори, теж виходять в атмосферу, можуть породжувати солітони у вигляді кульових блискавок, точно таких, які виникають під час грози.
Якщо по шляху потоку зустрічаються так звані геологічні лінзи порід з іншим коефіцієнтом діелектричної проникності, то може відбуватися фокусування електромагнітного потоку з істотним посиленням вироблених ефектів, в тому числі щодо кульових блискавок. У таких випадках кульові блискавки можуть народжуватися навіть при тектонічної динаміці невеликої інтенсивності, що не помічається людьми на поверхні землі.
Це не інопланетяни
Світився, знятий у Місяця в 1970 році з борту корабля Аполлон-13. Теж кульова блискавка?
Крім грозової діяльності і тектонічних нестаціонарних процесів кульові блискавки в принципі можуть також породжуватися електромагнітними вихорами, що приходять з космосу від Сонця та інших небесних тіл. До речі, кульові блискавки можуть виникати не тільки в приземних шарах земної атмосфери.
Нерідко їх зустрічають льотчики на великих висотах польоту. Там вони можуть мати великий розмір і потужне зовнішнє електромагнітне поле. При цьому можуть виникати конфлікти між льотчиками і наземними службами, коли ці реальні для льотчиків об'єкти не спостерігаються радіолокаторами сантиметрового діапазону (можуть спостерігатися в метровому і дециметровому діапазонах). Сяючі об'єкти нерідко спостерігаються на Місяці. Бачили їх і на Марсі, хоча щільність атмосфери там набагато нижче земної.
Цілком можливо, що великі кулі, що світяться, які спантеличували американських астронавтів на Місяці, починаючи з місії «Аполлон-11», були саме кульовими блискавками, а зовсім не кораблями інопланетян. Вихлоп працюючих двигунів космічних апаратів створював електромагнітів поля з вихорами. Заодно вихлоп створював місцеву зону підвищеної щільності атмосфери.
Виходить, що термін «кульова блискавка» слід визнати некоректним, тому що цей об'єкт далеко не завжди має відношення до блискавки. Крім того, електромагнітний солітон може мати форму не тільки кулі, але і інших форм тіл обертання. Тільки звичність терміна «кульова блискавка» виправдовує застосування цього терміна в даному контексті.
Кішки бачать невидиме
Різні випадки спостереження кульових блискавок описані в великому числі публікацій. Нагадаємо її основні властивості. За формою це може бути куля, еліпсоїд, груша, тороид (бублик), циліндр. Розмір її - від кількох сантиметрів до кількох метрів і більше. Іноді кульова блискавка може бути невидимою або прозорою. Невидимі для людського ока блискавки нерідко спостерігаються тільки на екранах радіолокаторів (тоді їх називають ангелами). Їх можуть бачити також деякі домашні тварини, наприклад, кішки.
А ось якось в Москві, а також в Канаді в сутінках спостерігалися зовсім прозорі кульові блискавки, у яких злегка проглядалася тільки окружність оболонки. Ясно, що днем або на яскравому світлі така блискавка була б абсолютно невидимою.
Але часто кульова блискавка добре спостерігається, світися білим, червоним, жовтим або помаранчевим кольором. Рідше буває зелений, синій і фіолетовий колір. І вже зовсім рідко спостерігалися кульові блискавки сірого або чорного кольору.
Час життя кульових блискавок - від десяти секунд до декількох хвилин, в кінці життя вибух або зникнення. Такий кінець життя зрозумілий - енергія електромагнітного вихору з часом зменшується і при цьому зменшуються щільність плазми і критична частота. Тому в якийсь момент плазма втрачає здатність утримувати електромагнітний вихор в пастці і солітон руйнується. При широкому спектрі вихору руйнування відбувається плавно і блискавка зникає без вибуху, а при вузькому спектрі солітон руйнується дуже швидко, з вибухом.
Траєкторія руху кульової блискавки практично для людини непередбачувана (до речі, вона може рухатися проти вітру), оскільки розподіл визначає її траєкторію електромагнітного потенціалу ділянки або приміщення, де знаходиться кульова блискавка, людині невідомо. Так, крім того, цю картину може змінювати сама блискавка за рахунок електромагнітної індукції. Саме тому передбачити її траєкторію практично нереально. Цим же визначається «любов» кульової блискавки до металевих предметів.
З огляду на, що основа кульової блискавки - електромагнітний вихор, стає зрозумілою її здатність проходити через скло, одяг і взагалі через будь-які діелектрики, які для вихору прозорі. При проходженні скла плазма солітону в товщі скла, природно, гасне, але інша частина плазмової оболонки зберігається, зберігаючи сам електромагнітний вихор, для якого скло прозоро. Іноді в склі утворюється невеликий отвір, але воно зовсім не обов'язково - це побічний ефект. Відомі випадки появи кульової блискавки в салоні літака без порушення герметичності і в надійно закритих приміщеннях доводять це.
Єдино, де виникнення кульової блискавки в принципі неможливо, це так звана клітка Фарадея з сітчастими або суцільними металевими стінами, підлогою і стелею.
Дуже потужний кип'ятильник
Води в кориті було близько 110 літрів. Розрахунок показує, що для нагрівання і випаровування такої кількості води потрібно затратити близько 80 кВт.год енергії, тобто порядку місячного електроспоживання невеликої квартири.
При цьому кульова блискавка розвинула потужність близько 27 мільйонів Ватт, що в десятки тисяч разів перевищує потужність побутової мікрохвильовки. Енергія такої кульової блискавки виявилася вельми значною, але лінійні блискавки, які породжують кульові блискавки, можуть володіти значно більшою енергією. Викиди енергії при розломах гірських порід в надрах теж можуть бути вельми великими. Ну, а про електромагнітні вихорах космічного походження і говорить нічого. Всі ці обставини, до речі, підтримують вищевикладену версію освіти і пристрої кульової блискавки або, точніше, не спростовують її.
Не повертайтеся до неї спиною
По-друге, без суєти потрібно залишитися на місці або плавними рухами піти подалі від небезпечної гості, не повертаючись до неї спиною. Якщо на вас одяг або білизну з синтетики, то краще за все не рухатися. Також треба спокійно попередити своїх колег або домочадців про небезпеку і порадити їм не робити різких рухів і не наближатися до кульової блискавки. Якщо уражений блискавкою людина втратила свідомість, йому потрібно надати першу допомогу і відразу після відходу блискавки викликати швидку медичну допомогу.
Ну, а в громадському плані людству обов'язково потрібно навчитися створювати і використовувати кульові блискавки. Тоді виявиться можливим створювати електромобілі з запасом ходу сотні кілометрів без акумуляторів вагою в сотні кілограмів і тисячі інших екологічно чистих і високоефективних пристроїв.