Природа шаровой молнии

Природа шаровой молнии 19.08.2014

Природа шаровой молнии


Автор: Борис Игнатов

Как известно, сущность аномального атмосферного явления (ААЯ) природы шаровой молнии (ШМ) до сих пор не установлена ни теоретически, ни экспериментально. Фактов, то есть материалов наблюдений, - не меньше чем гипотез, моделей и теорий о ее физической природе. И все же жизненно важная и весьма перспективная проблема экологически абсолютно чистой энергетики, оберегающей лес, уголь нефть и другие ресурсы планеты, еще не поддалась решению.

Здесь несмотря на обилие гипотез, моделей и теорий о природе ШМ, вниманию читателей предлагается еще одна, качественно новая модель этого ААЯ. Ее существенным отличием является то, что она построена на базе наблюдаемых фактов без их целенаправленного отбора, на основе теоремы вириала, на известных, экспериментально проверенных законах науки, без каких-либо их изменений и дополнений. Причем так, что она способна описать все наблюдаемое многообразие ШМ во всем диапазоне их энергосодержаний, то есть от нескольких десятков до миллиарда и более джоулей, используя единый методологический подход.

Итак, ШМ образуется в атмосфере Земли, как правило, при мощных и локальных всплесках (импульсах) электромагнитного поля. Это факт, так как ШМ чаще всего (в 70% случаев) наблюдают при проявлении очень мощных метеорологических и геофизических явлении природы. А они, как известно, сопровождаются кратковременными импульсами электромагнитного излучения (ЭМИ). ШМ могут поражать электробытовые приборы, розетки, душевые кабины, мобильные телефоны и др.

Как показывают расчеты, такие импульсы ЭМИ могут служить превосходными ускорителями элементарных заряженных частиц, о которых мы пока можем только мечтать, поскольку они способны разгонять их до энергии порядка 10^20-10^29 эВ Ускоренная таким образом частица (протон или электрон), провзаимдействовав с мишенью (пылинкой, батареей парового отопления, дверной ручкой, вбитым в столб или стену гвоздем, электро- или радиорозеткой), способна, с некоторой вероятностью образовать СВЕРХТЯЖЕЛУЮ (СВТ) частицу или СВТ квазичастицу. Эти СВТ частицы, как в свое время и нейтрино, хорошо известны физикам-теоретикам всего мира. Ее первооткрыватели академик М.А. Марков и доктор физико-математических наук К.П. Станюкович, дали ей название в честь Макса Планка - МАКСИМОН, ПЛАНКЕОН, ФРИДМОН или просто ОН (забегая вперед отмечу, что частота образования, но не наблюдения, ШМ - вероятность образования СВТ частиц или СВТ квазичастиц).

Отличительным свойством СВТ частицы от известных адронов и лептонов является то, что она обладает физическими параметрами, а именно массой, энергией покоя, размерами и другими, строго равными планковским значениям одноименных величин. Поэтому в своих окрестностях она имеет, наряду с электрическим, очень мощное гравитационное поле, которое примерно в 10^50 раз сильнее гравитационного поля Земли.

СВТ частицы, у которых параметры меньше максимально допустимых для микромира, планковских - СВТ квазичастицы (квазимаксимоны). Их-то мы и будем иметь в виду ниже, так как вероятность их образования выше.

Как показывают расчеты, свойства СВТ квазичастицы позволяют ей путем аккреции компонентов атмосферы сформировать около себя очень компактный (размером от 10 до 100 ангстрем), плотный (как вещество Белых карликов) и вращающийся СГУСТОК (аккреционный диск) вырожденного вещества (высоко температурной сверхплотной, ультрарелятивистской плазмы) - наблюдаемое ярко светящееся ядро ШМ ("точка"). Такое ядро ШМ, в соответствии с концепцией академика В.И. Вернадского об окружающем нас Мире, - естественное природное тело, "микрозвезда" в макромире - искомый источник ее энергии. Объем ядра по порядку величины близок к 10^27 м^3.

Исходя из произведенной идентификации источника энергии ШМ, наблюдаемое ее длительное существование легко объяснимо. Дело в том, что непрерывная потеря массы ядра ШМ за счет ЭМИ, в соответствии с формулой А. Эйнштейна, согласно теореме вириала, адекватно восполняется аккрецией компонентов атмосферы. Таким образом, ясно, что ААЯ может существовать в своей среде сколь угодно долго, если, конечно, случайно не произойдет взаимодействия его ядра либо с окружающими объектами, либо с мощными электромагнитными полями. Кстати, реакции термоядерного синтеза, которые протекают на поверхности ядра ШМ, как у Белых карликов, между компонентами атмосферы, могут генерировать в окружающую среду и дым, и ни с чем не сравнимый запах серы, и искры...

Расчеты показывают, что в окрестностях ядра ШМ, имеющего температуру поверхности порядка миллиона градусов Кельвина, напряженность электрического поля примерно равна 10^7 В/м, а магнитная индукция - 10^9 Тл. Причем, магнитное поле, являясь "вмороженным" в вещество ядра, вращающееся. Далее диссипация (рассеяние) энергии ядра в окружающую среду (атмосферу) возмущает ее и ведет к образованию вокруг него всеми наблюдаемой, эфемерной, светящейся и вращающейся (МГД эффект от ЭМИ вращающегося ядра ШМ), локализованной, как правило, в форме шара оболочки. Оболочка же в свою очередь состоит из "холодной" неравновесной плазмы, окруженной, как правило, снаружи флуоресцирующим воздухом. Внешне она выглядит как огненный шар и имеет плотность массы вещества, очень близкую к воздуху. Ее размеры могут быть от 0,01 до 0,3 и более метров.

Итак, ШМ состоит из очень компактного ЯДРА с плотностью вещества порядка 10^9 кГ/м^3 - источника энергии и ОБОЛОЧКИ - локальной области атмосферы, в которой по раз личным каналам (ЭМИ, газовые разряды, вращение, свечение и так далее) происходит ее диссипация. Размеры ядра примерно в 10 раз меньше видимого наружного диаметра оболочки. Поэтому в своем движении ШМ часто ведет себя как одна большая молекула воздуха. Естественно, здесь у читателя возникает вопрос а может ли в природе существовать СВТ квазичастица?

На этот вопрос имеется два ответа. Первый следует непосредственно из книги В.С. Барашенкова "Кларки, протоны. Вселенная": "СЕГОДНЯ ДОВОДОВ В ПОЛЬЗУ ИХ СУЩЕСТВОВАНИЯ БОЛЬШЕ, ЧЕМ ПРОТИВ". Второй получен мной на основе анализа фундаментальных закономерностей релятивистской динамики. Для этого был построен график, показывающий изменения массы и раз мера ускоряемой частицы в зависимости от скорости ее движения, причем в безразмерном виде, к которому были приведены релятивистские формулы изменения массы и размера частицы путем нормировки на обратные планковские величины массу и размер, соответственно. Невероятно, но кривые пересеклись в одной-единственной точке, в которой параметры ускоряемой частицы строго равны планковским.

Из расчетов следует, что скорость, при которой это должно произойти, равна 0,9999999999999999999 от скорости света в вакууме. То есть, при такой скорости движения, вероятно из-за взаимодействия ускоряемой частицы с физическим вакуумом, должен произойти ее ДИНАМИЧЕСКИЙ КОЛЛАПС, который проявится образованием СВТ квазичастицы или СВТ частицы. Понятно, что для реализации этого процесса нужны колоссальные энергии, на которые, в отличие от нас, у природы никаких принципиальных ограничений нет. Ведь ШМ хотя и редкое, но объективное явление природы. Просто для этого необходимо сочетание нескольких редких, но благоприятных условий. И все. Поэтому-то вероятность образования ШМ такова, что иной человек, прожив всю свою жизнь, может и не увидеть этого удивительного ААЯ природы ни разу.

Адекватность предлагаемой концепции физической реальности была подтверждена пока что исследованием ее математической модели, которая построена путем формализации вышеизложенной образной модели ШМ. В соответствии с ее структурой, математическая модель состоит из двух взаимосвязанных между собой систем нелинейных дифференциальных уравнений - для ядра и для оболочки. При этом каждая система описывает целый комплекс сложнейших процессов, которые только в совокупности и определяют ААЯ.

В общем виде каждая система уравнений включает либо теорему вириала, либо закон сохранения энергии (соответственно, для ядра и для оболочки), уравнение сохранения момента количества движения, полную систему уравнений Максвелла, обобщенный закон Ома, два уравнения неразрывности - тока и потока, уравнение состояния вещества (соответственно, для ядра и для оболочки), уравнения его проводимости, а также формулы, характеризующие свойства среды и определяющие в ней связь между индукцией и напряженностью магнитного и электрического полей.

В общем виде эти системы, записанные, например, в сферической системе координат, решить не представляется возможным. Однако, применение общеизвестных упрощений и допущений позволило свести их к простым формулам, которые, в первом приближении, дали связь абсолютно всех физических параметров ШМ с ее энергоемкостью и, естественно, между собой.

Результаты расчетов показывают, например, что связь эффективной массы ядра ШМ с его энергоемкостью - прямая. Это значит, что физическая сущность всего наблюдаемого многообразия ШМ - едина! Поэтому, существующий антагонизм между низко- и высокоэнергетическими концепциями ААЯ - искусственный и порожден незнанием его сущности. Кроме того, получены детерминированные связи размеров оболочки ШМ с ее энергоемкостью и погодой. Из них, во-первых, следует, что в сухую и жаркую погоду ШМ крупнее, чем в дождливую и холодную. Во-вторых, в зависимости от давления атмосферы, ШМ одинаковых размеров могут иметь различные энергоемкости и, наоборот, с одинаковой энергоемкостью могут иметь различные наружные размеры.

Модель ШМ однозначно, без каких-либо натяжек, объясняет факт исчезновения у очевидцев различных украшений типа колец и браслетов. Дело в том, что, пролетая вблизи от наблюдателя, ШМ способна навести в украшении ЭДС индукции порядка 100 миллионов вольт. Это "мгновенно", при малом электрическом сопротивлении украшения (короткозамкнутый виток), вызовет в нем импульс тока силой 10 миллиардов ампер! Его плотность, соответственно, в миллионы раз превысит предельно допустимое значение для любого металла (золото, серебро). Дальнейшие комментарии - излишни.

В дополнение к сказанному отметим, что, опираясь на описанную модель, были исследованы различные наблюдаемые формы ААЯ, определен характер излучения и его возможные цвета, а также электрические свойства. В частности установлено, что ШМ представляет собой сферически симметричную, иногда левитирующую, газоразрядную систему, в которой в зависимости от условий может существовать тлеющий, коронный и даже дуговой самостоятельный разряд между ядром и окружающим его воздухом.

Опираясь на то, что ядро ШМ - естественное природное тело, был исследован вопрос ее существования, распада и времени жизни, а также различные фазы движения. Так, например, "пристрастие" ШМ к щелям, дымоходам и прочим отверстиям объясняется тем, что все эти "преграды" - обратимые иммерсионные электростатические линзы. Поэтому визуальный эффект перетекания огненного шара через, например, щель - эффект деформации эквипотенциальных поверхностей ШМ в соответствии с силовыми линиями электростатической линзы.

Одним из наиболее интересных результатов исследования модели ШМ является то, что некоторые ее типы могут быть легко приняты за так называемые неопознанные летающие объекты (НЛО). Например, веретено- или дискообразные ШМ с энергоемкостью порядка миллиарда и более джоулей на больших высотах могут быть очень похожи на космические корабли пришельцев, поскольку их размеры могут быть от десятков до сотен метров. Причем, если они быстро изменяются, например, от высоты (атмосферного давления), то создается иллюзия очень быстрого перемещения НЛО.

Подводя итоги, следует отметить, что результаты описанных здесь исследований достаточно хорошо совпадают с многочисленными результатами, полученными из наблюдений ААЯ в естественных условиях. Таким образом, предложенная концепция о физической природе ШМ, на мой взгляд, вполне успешно прошла "обкатку" на известных мысленных полигонах. Поэтому можно сказать, что наконец-то впервые создана замкнутая модель ААЯ, которая позволит правильно поставить эксперимент для ее проверки. Ориентировочно, он должен состоять из следующих последовательно выполняемых операций:

- генерирование заряженной частицы или их потока;

- ускорение этой частицы или потока до субпланковского уровня энергии, но не менее чем до 10^20 эВ ("ноу-хау");

- осуществление взаимодействия ускоренной частицы или потока с мишенью, но обязательно в газовой среде, например в атмосфере Земли.

Кратко о практическом использовании "рукотворных" ШМ. Ведь плотность "упаковки" энергии в них в 1000 и более раз выше, чем у самых лучших известных химических топлив. Это, например, экологически абсолютно чистые источники энергии как для транспортных средств, так и для стационарных объектов. А отсюда возможность создания принципиально новых аппаратов передвижения в воздухе, космосе и воде, причем без загрязнения окружающей среды. Кроме этого, появляется возможность создавать многоцелевые испытательные установки и различные технологические процессы, например, для уничтожения вредных промышленных отходов, вплоть до отходов ядерной энергетики.

Литература:

1. П.Л. Капица. Эксперимент. Теория. Практика. М., Наука, 1987, 495 с.

2. С. Сингер. Природа шаровой молнии. М., Мир, 1973, 239 с.

3. Дж. Барри. Шаровая молния и четочная молния. М., Мир, 1983, 287 с.

4. И.П. Стаханов. О физической природе шаровой молнии. М., Энергоатомиздат, М., 1985, 240 с.

5. Б.М. Смирнов. Проблема шаровой молнии. М., Наука, 1988, 208 с.

6. Н.Т. Квасов. Шаровая молния, гипотезы и факты. Минск, Университетское, 1989, 88 с.

7. Б.Н. Игнатов. Шаровая молния - дитя квазичастицы // "Ты не прав, Ньютон!", Гомель-Калининград, 1990, с.32-43.


Возврат к списку