Стеклянный плазменный шар
Стеклянный плазменный шар
Татьяна Пономарева Опубликована сегодня в 13:40

Огненный призрак реальности: в лаборатории родилась настоящая шаровая молния

Шаровая молния впервые воспроизведена в лаборатории физического факультета МГУ — Владимир Бычков

Шаровая молния — из тех явлений, о которых рассказывают шёпотом: кто-то уверен, что это легенда, кто-то — что это редкий, но вполне реальный физический объект. Команда физического факультета МГУ подвинула стрелку в сторону реальности: в лаборатории им удалось получить миниатюрные светящиеся шары, зафиксировать их на фото и видео и предложить простую, "земную" модель. По сути это "воздушные шарики" с раскалённым паром внутри тонкой оксидной оболочки, которые живут десятки секунд, подпрыгивают, иногда взрываются и оставляют после себя очень материальные следы.

Что это такое и почему вокруг феномена споры

Шаровая молния — светящийся сферический объект, который иногда появляется во время грозы, ведёт себя непредсказуемо и живёт от долей секунды до десятков секунд. Исторически предлагались плазменные объяснения (разряд, "едущий" вдоль СВЧ-поля по Капице), а скептики списывали наблюдения на иллюзии. Новые лабораторные опыты МГУ воспроизводят сразу несколько ключевых признаков: собственное свечение, "скачущую" кинематику, способность "раскрываться" взрывом и оставлять "ядро + скорлупу".

Версия МГУ: "раскалённый пар в оксидной оболочке"

Сценарий таков: линейная молния ударяет в грунт, испаряет поверхность, образуя паровое облако и каверну; внешняя часть облака быстро "схватывается" тонкой оксидной плёнкой (SiO₂/Al₂O₃), запирая раскалённый пар и газы внутри. Получается горячий заряженный шар, который вырывается наружу, светится за счёт высокой температуры и взаимодействует с окружающей средой.

"Например, мы воздействуем зарядом на алюминиевую пластинку", — пояснил ведущий научный сотрудник физического факультета МГУ Владимир Бычков.
В лаборатории такие шарики (миллиметровые) подпрыгивают, иногда взрываются; при попадании в воду обнаруживаются остатки металлического "ядра" и отдельная тонкая "скорлупа".

Сравнение конкурирующих объяснений

Модель Суть Сильные стороны Ограничения
Плазменный разряд (дуга/СВЧ) Плазма в поддерживающем поле Связь с грозой, воспроизводимость в плазмоустановках Трудно объяснить "скорлупу", "ядро" и следы в воде
Иллюзия/ошибка восприятия Неверная интерпретация наблюдателем Объясняет редкость и разнобой свидетельств Не объясняет материальные повреждения и пробы
"Пар в оксидной оболочке" Раскалённый пар заперт тонкой плёнкой, шар заряжён Объясняет "ядро+скорлупу", прыжки, взрывы Нужен мост от миллиметровых лабораторных до дециметровых природных объектов

Почему такие шары "летают"

Заряд даёт силу отталкивания от Земли (если и шар, и поверхность отрицательно заряжены), частично компенсируя тяжесть — отсюда зависание и плавное скольжение. В реальной грозе возможны и положительные заряды — тогда траектории и взаимодействия иные. Оценочное внутреннее давление у природных объектов — до ~10 атм, что объясняет ударную волну при разрыве оболочки.

Советы шаг за шагом: как учёные изучают феномен

  1. Измеряют профиль температуры, солёности (для водных сцен), электрического поля и потенциала вблизи разряда высокочастотными датчиками.

  2. Запускают импульсные разряды по металлическим пластинам, ведут высокоскоростную сьёмку, регистрируют свет и акустику.

  3. Перехватывают отдельные объекты в кювету с водой для "чистого" отбора остатков.

  4. Проводят микроскопию, рентгеноспектральный анализ "ядра" и "скорлупы".

  5. Оценивают время жизни, скорость, яркость, энергию взрыва и сопоставляют с полевыми случаями.

Ошибка-Последствие-Альтернатива

  • Ошибка: принимать случайные искры за "шары".
    Последствие: ложные выводы и модели.
    Альтернатива: высокоскоростная видеосъёмка + диагностика состава остатков "ядро/оболочка".

  • Ошибка: работать без экранирования и расчёта энергии импульса.
    Последствие: ожоги, пожар, поражение током.
    Альтернатива: экранированный бокс, протокол безопасности, СИЗ.

  • Ошибка: игнорировать зарядовую динамику.
    Последствие: неправильно трактовать "левитацию".
    Альтернатива: прямые измерения потенциалов и моделирование релаксации заряда.

А что если феноменов несколько

Визуально схожие "шары" могут иметь разную природу: плазменные, химически-активные аэрозольные, "пар в оболочке". Тогда часть наблюдений объясняется одной механикой, часть — другой. Ключ — материальные следы (ожоги, оплавы, остатки оболочек), кинематика и синхронные измерения поля.

Плюсы и минусы "оболочечной" модели

Плюсы Минусы
Естественно объясняет "ядро+скорлупу", подпрыгивания, взрывы Нужна масштабируемость от миллиметров к десяткам сантиметров
Предсказывает ударную волну и характерные следы Требуются полевые подтверждения "в моменте"
Даёт механизм зависания через заряд Не все свидетельства содержат "скорлупу" или "ядро"

FAQ

Это и есть "та самая" шаровая молния? Совпадают ключевые признаки и следы, но для окончательного вывода нужны репликации и полевые данные со множеством датчиков.
Опасна ли она для человека? Да: ожоги, воспламенение, электротравма; при разрыве — ударная волна. Не приближайтесь к непонятным светящимся шарам во время грозы.
Почему её редко снимают крупным планом? Явление редкое и краткоживущее; растущая сеть камер, дронов и регистраторов повышает шансы на "чистые" видеоданные.
Почему шар иногда "висит"? Зарядовое отталкивание от поверхности частично уравновешивает вес.

Мифы и правда

  • Миф: шаровые молнии — галлюцинации.
    Правда: есть материальные следы и лабораторные аналоги с "ядром+скорлупой".

  • Миф: это всегда плазма.
    Правда: плазменные сценарии существуют, но "пар в оболочке" тоже воспроизводит ключевые свойства.

  • Миф: если нет крупного видео, значит выдумка.
    Правда: редкость качественных кадров связана с краткостью события, а не с его отсутствием.

Исторический контекст

1930-1950-е: плазменные и СВЧ-модели (интерес П. Л. Капицы). 1990-е-2000-е: спор о реальности и первые приборные записи. 2010-е-2020-е: лабораторные мини-объекты с фото/видео и анализом "ядро/скорлупа", первые согласованные объяснения кинематики и следов. Сейчас поле активно движется к многоканальным полевым наблюдениям.

Три интересных факта

  1. Релаксация заряда у отрицательных лабораторных шаров может занимать ≈150 с, а свечение — исчезать к ≈200 с.

  2. На бумаге мини-шары оставляют "звёздчатые" ожоги, отличимые от следов обычных искр.

  3. Разрыв оболочки сопровождается мини-ударной волной; в воде это видно по кавитационным кольцам.

Подписывайтесь на NewsInfo.Ru

Читайте также

Хроническая боль связана с гиперактивностью нейронов в мозге человека — Дж. Николас Бетли сегодня в 15:40
Боль без причины — не выдумка: нейронаука объяснила, почему тело страдает, даже когда всё зажило

Учёные выяснили, что хроническая боль не просто сигнал от нервов, а состояние мозга, которое можно перенастроить. Как это открытие помогает врачам лечить боль точнее и безопаснее?

Читать полностью »
Бактериальная целлюлоза превзошла прочность пластика и стала полностью биоразлагаемой — Максуд Рахман сегодня в 14:40
Мир спасёт слизь: микробы научились ткать суперпрочный и биоразлагаемый заменитель пластика

Учёные создали материал, прочный как металл и полностью биоразлагаемый. Микробы вырабатывают целлюлозу, способную заменить пластик в упаковке, медицине и электронике.

Читать полностью »
Радиоинтерферометрия позволила наблюдать вращение двух сверхмассивных черных дыр — Тео Разинг сегодня в 5:45
Танец тьмы: астрономы впервые сфотографировали две сверхмассивные чёрные дыры бок о бок

Астрономы впервые получили изображение пары сверхмассивных черных дыр, вращающихся друг вокруг друга. Уникальный снимок подтвердил теории и открыл новую страницу в наблюдательной космологии.

Читать полностью »
NASA: две кометы подойдут к Земле на минимальное расстояние в октябре сегодня в 4:15
Октябрь подарит небо, которого никто не ждал: сразу две кометы на горизонте

В октябре небо подарит редкое зрелище — сразу две кометы сблизятся с Землёй. Узнайте, где и когда смотреть, чтобы не пропустить уникальный момент.

Читать полностью »
Физики Университета Нагоя впервые объяснили диодный эффект в металлах кагоме сегодня в 3:25
Симметрия сломалась сама собой: японцы раскрыли тайну странных металлов

Учёные из Японии раскрыли тайну загадочного поведения квантовых металлов кагоме. Слабые магниты изменяют направление тока — и это открывает дорогу к новой электронике будущего.

Читать полностью »
Астрономы из Университета Мумбаи обнаружили самое мощное радиокольцо во Вселенной сегодня в 2:16
Космос снова шепчет загадки: астрономы нашли странные кольца за гранью известных галактик

На снимках они выглядят как инопланетные символы, но на деле — это гигантские кольца из плазмы, скрытые в радиодиапазоне. Учёные выяснили, откуда они берутся.

Читать полностью »
Физик Гарварда Лёб заявил, что комета 3I/ATLAS может быть искусственного происхождения сегодня в 1:15
Гостья из другой звезды пролетела мимо Марса — учёные подозревают, что это не просто комета

Межзвёздная комета пролетела у Марса, вызвав волну споров среди учёных. Одни видят в ней ледяное тело, другие — возможный посланник из глубин космоса.

Читать полностью »
Учёные Северной Каролины разработали металл, сохраняющий прочность при 600 градусах сегодня в 0:17
Металл, который не плавится: найден материал, переживающий 600 градусов

Учёные создали металлическую пену, которая не плавится даже при 600 градусов. Разбираемся, как она работает и зачем нужна авиации и энергетике.

Читать полностью »