Bollblixt

Bollblixt  är ett naturfenomen som ser ut som en lysande och svävande formation i luften. En enhetlig fysikalisk teori om förekomsten och förloppet av detta fenomen har inte presenterats hittills. Det finns många hypoteser [1] som förklarar fenomenet, men ingen av dem har fått absolut erkännande i den akademiska miljön. Under laboratorieförhållanden har liknande men kortsiktiga fenomen erhållits på flera olika sätt, så frågan om kulblixtens natur förblir öppen. Från och med början av 2000-talet har inte en enda experimentell installation skapats där detta naturfenomen skulle artificiellt reproduceras i enlighet med beskrivningarna av ögonvittnen till observation av bollblixtar.

Det anses allmänt att kulblixtar är ett fenomen av elektriskt ursprung av naturlig natur, det vill säga det är en speciell typ av blixt som existerar under lång tid och har formen av en boll som kan röra sig längs en oförutsägbar, ibland överraskande bana för ögonvittnen.

Traditionellt råder fortfarande tvivel om tillförlitligheten hos många ögonvittnesskildringar från bollblixtar, inklusive:

Tvivel om tillförlitligheten hos många vittnesmål komplicerar studiet av fenomenet och skapar också skäl för uppkomsten av olika spekulativa sensationella material som påstås ha anknytning till detta fenomen.

Enligt ögonvittnen uppträder bollblixtar vanligtvis i åskväder , stormigt väder; ofta (men inte nödvändigtvis) tillsammans med vanliga blixtar. Oftast verkar det "komma ut" ur ledaren eller genereras av vanlig blixt, ibland faller den ner från molnen, i sällsynta fall dyker den plötsligt upp i luften eller, som ögonvittnen rapporterar, kan den komma ut ur något föremål ( träd, pelare) [2] .

På grund av det faktum att utseendet av bollblixt som ett naturligt fenomen är sällsynt, och försök att artificiellt reproducera det i skalan av ett naturfenomen misslyckas, är huvudmaterialet för att studera bollblixt bevisen på tillfälliga ögonvittnen som inte är förberedda för observationer. I vissa fall tog ögonvittnen fotografier eller videofilmer av händelsen.

Fenomen och vetenskap

Fram till 2010 var frågan om förekomsten av bollblixt i grunden obestridlig . I förordet till Bulletin of the Commission of the Russian Academy of Sciences for Combating Pseudoscience "In Defense of Science", nr 5, 2009, användes följande formler:

Naturligtvis finns det fortfarande en hel del dunkel i bollblixtar: den vill inte flyga in i laboratorier för forskare utrustade med lämpliga enheter [3] .

Teorin om kulblixtens ursprung, som uppfyller Popper-kriteriet , utvecklades 2010 av de österrikiska forskarna Joseph Peer (Joseph Peer) och Alexander Kendl (Alexander Kendl) från universitetet i Innsbruck . De publicerade i den vetenskapliga tidskriften Physics Letters A [4] antagandet att bevis på bollblixt kan förstås som manifestationen av fosfener  - visuella förnimmelser utan exponering för ljus på ögat. Deras beräkningar visar att magnetfälten hos vissa blixtar med upprepade urladdningar inducerar elektriska fält i neuronerna i synbarken, som för en person uppträder som bollblixtar. Fosfener kan förekomma hos människor som befinner sig upp till 100 meter från ett blixtnedslag [5] .

Samtidigt, den 23 juli 2012, på den tibetanska platån , föll bollblixtar in i synfältet för två gaplösa spektrometrar , med hjälp av vilka kinesiska forskare studerade spektra av vanliga blixtar. Som ett resultat registrerades 1,64 sekunder av glöden från bollblixtar och dess detaljerade spektra. Till skillnad från spektrumet av vanliga blixtar, som huvudsakligen innehåller linjer av joniserat kväve , är spektrumet av kulblixtar fyllt med linjer av järn , kisel och kalcium , som är de viktigaste beståndsdelarna i jorden [7] [8] .

Denna instrumentella observation betyder förmodligen att fosfenhypotesen inte är uttömmande.

Enligt vissa observationer rapporterar ögonvittnen inte bara den optiska komponenten av fenomenet, utan också en skarp lukt, en rökig plym efter bollblixtar, gnistor eller stänk av ett ämne från bollens yta [9] . Dessa omständigheter ifrågasätter plasmahypoteserna om naturliga bollblixtar. I undantagsfall lämnar bollblixtar spår som kan analyseras [10] . Så den 19 juli 2003 exploderade bollblixtar i ett bostadsområde och spred metallkulor, som sedan överfördes till Institutet för fysik i den sibiriska grenen av den ryska vetenskapsakademin (Krasnoyarsk) [11] .

År 2020, i ett annat av dessa unika fall, var det möjligt att analysera det ämne som lämnats av den utdöda lysande bollen [10] . Det har konstaterats att fragmenten är föreningar av järn, kisel och kalcium med syre. Den erhållna informationen om den kemiska sammansättningen stämmer väl överens med resultaten av optisk spektrometri av kulblixtar, utförd 2012 av en grupp kinesiska forskare på den tibetanska platån [6] . Dessutom hittades aluminium, fosfor och titan i fragmentens sammansättning. Förekomsten av aluminium förutspåddes tidigare [6] . Således, i volymen av bollblixtar kan det finnas en betydande mängd materia, och densiteten av detta ämne i bollblixtar kan avsevärt överstiga densiteten i miljön [10] . Författaren till verket noterar att det är önskvärt att acceptera resultatet som erhållits med en viss grad av skepsis och utan att hävda att det är sensationellt, eftersom det är omöjligt att otvetydigt verifiera fallet som naturliga bollblixtar och inte som förfalskning av fakta av en ögonvittne.

Observationshistorik

Ett tidigt omnämnande av ett fenomen som liknar eller representerar bollblixtar går tillbaka till 1100-talet [12] .

Under första hälften av 1800-talet samlade och systematiserade den franske fysikern, astronomen och naturforskaren Francois Arago , kanske den första i civilisationens historia, alla bevis på uppkomsten av bollblixtar som var kända vid den tiden. I hans bok beskrevs 30 fall av observation av bollblixtar. Statistiken är liten, och det är inte förvånande att många fysiker från 1800-talet, inklusive Kelvin och Faraday , var benägna att tro att detta antingen var en optisk illusion eller ett fenomen av en helt annan, icke-elektrisk natur. Men antalet fall, detaljerna i beskrivningen av fenomenet och bevisens tillförlitlighet ökade, vilket lockade uppmärksamhet från forskare, inklusive kända fysiker.

I slutet av 1940-talet arbetade akademiker vid USSR:s vetenskapsakademi Pyotr Leonidovich Kapitsa med en förklaring av bollblixtar .

Ett stort bidrag till arbetet med observation och beskrivning av bollblixtar gjordes av den sovjetiske vetenskapsmannen I.P. Stakhanov [13] , som tillsammans med S.L. Lopatnikov publicerade en artikel om bollblixtar i tidskriften Knowledge is Power på 1970-talet. I slutet av denna artikel bifogade han ett frågeformulär och bad ögonvittnen att skicka honom sina detaljerade minnen av detta fenomen. Som ett resultat ackumulerade han omfattande statistik - mer än tusen fall, vilket gjorde det möjligt för honom att generalisera några av egenskaperna hos bollblixtar och erbjuda sin teoretiska modell av bollblixt.

Historiska bevis

Åskväder vid Widecombe-in-the-Moore

Den 21 oktober 1638 dök blixten upp under ett åskväder i kyrkan i byn Widecombe-in-the-Moor , Devon , England. Ögonvittnen sa att ett enormt eldklot cirka två och en halv meter tvärs över flög in i kyrkan. Han slog ut flera stora stenar och träbjälkar från kyrkans väggar. Då ska bollen ha krossat bänkarna, krossat många fönster och fyllt rummet med tjock mörk rök med doften av svavel. Sedan delade det sig på mitten; den första bollen flög ut och krossade ett annat fönster, den andra försvann någonstans inne i kyrkan. Som ett resultat dog 4 personer och 60 skadades. Fenomenet förklarades av "djävulens ankomst", eller "helvetets eld" och skylldes för allt på två personer som vågade spela kort under predikan.

Incident ombord på Montag

Blixtens imponerande storlek rapporteras från ord från skeppsläkaren Gregory 1749. Admiral Chambers, ombord på Montag, gick upp på däck vid middagstid för att mäta fartygets koordinater. Han såg ett ganska stort blått eldklot cirka tre mil bort. Ordern gavs omedelbart att sänka toppseglen , men bollen rörde sig mycket snabbt, och innan den kunde ändra kurs flög den upp nästan vertikalt och försvann inte mer än fyrtio eller femtio yards (37-46 meter) över riggen. med en kraftig explosion, som beskrivs som samtidig salva av tusen kanoner. Stormastens topp förstördes. Fem personer slogs ner, en av dem fick flera blåmärken. Bollen lämnade efter sig en stark lukt av svavel; före explosionen nådde dess värde storleken av en kvarnsten.

Georg Richmanns död

1753 dog Georg Richmann , en fullvärdig medlem av St. Petersburgs vetenskapsakademi , av ett blixtnedslag. Han uppfann en apparat för att studera atmosfärisk elektricitet, så när han vid nästa möte hörde att ett åskväder var på väg, gick han skyndsamt hem med en gravör för att fånga fenomenet. Under experimentet flög en blåorange boll ut ur enheten och träffade forskaren rakt i pannan. Det hördes ett öronbedövande dån, som liknade skottet från en pistol. Richman föll död och gravören blev bedövad och omkull. Han beskrev senare vad som hände. En liten mörk röd fläck fanns kvar på vetenskapsmannens panna, hans kläder var brända, hans skor slets sönder. Dörrposterna splittrades i splitter, och själva dörren blåste av gångjärnen. Senare inspekterade M. V. Lomonosov personligen scenen .

Warren Hastings-incidenten

En brittisk publikation rapporterade att Warren Hastings 1809 "attackades av tre eldbollar" under en storm. Besättningen såg en av dem gå ner och döda en man på däck. Den som bestämde sig för att ta kroppen träffades av den andra bollen; han blev nedslagen och hade lättare brännskador på kroppen. Den tredje bollen dödade en annan person. Besättningen noterade att det efter händelsen fanns en äcklig lukt av svavel ovanför däck.

Beskrivning i Wilfried de Fontvieilles Blixt och glöd

En fransk författares bok rapporterar om 150 bollblixtar: ”Tydligen attraheras bollblixtar starkt av metallföremål, så de hamnar ofta nära balkongräcken, vatten- och gasledningar. De har ingen specifik färg, deras nyans kan vara annorlunda - till exempel i Köthen i hertigdömet Anhalt var blixten grön. M. Colon, vicepresident för Geological Society of Paris, såg bollen sakta sjunka ner längs barken på ett träd. Han rörde vid markytan, hoppade och försvann utan en explosion. Den 10 september 1845, i Correzedalen, flög blixten in i köket i ett av husen i byn Salagnac. Bollen rullade genom hela rummet utan att skada människorna där. När han kom fram till ladugården som gränsar till köket exploderade han plötsligt och dödade en gris som av misstag låsts in där. Djuret var inte bekant med åskans och blixtarnas under, så det vågade lukta på det mest obscena och olämpliga sättet. Blixten rör sig inte särskilt snabbt: vissa har till och med sett dem stanna, men det gör inte bollarna mindre destruktiva. Blixtar som flög in i Stralsunds stads kyrka, under explosionen, kastade ut flera små kulor, som också exploderade som artillerigranater.

Remarque i litteraturen 1864

I 1864 års upplaga av A Guide to the Scientific Knowledge of Things Familiar diskuterar Ebenezer Cobham Brewer "bollblixt". I hans beskrivning framträder blixten som ett långsamt rörligt eldklot av explosiv gas, som ibland faller ner till jorden och rör sig längs dess yta. Det noteras också att bollarna kan delas upp i mindre bollar och explodera "som ett kanonskott".

Andra bevis
  • I en serie barnböcker av författaren Laura Ingalls Wilder finns en referens till bollblixtar. Även om berättelserna i böckerna anses vara fiktiva, insisterar författaren på att de faktiskt hände i hennes liv. Enligt denna beskrivning dök tre bollar upp i närheten av gjutjärnskaminen under en snöstorm på vintern. De dök upp vid skorstenen, rullade sedan över golvet och försvann. Samtidigt jagade Caroline Ingalls, författarens mamma, dem med en kvast.
  • 30 april 1877 flög bollblixtar in i Amritsars centrala tempel (Indien) - Harmandir Sahib. Fenomenet observerades av flera personer tills bollen lämnade rummet genom ytterdörren. Denna händelse är avbildad på Darshani Deodi-porten.
  • Den 22 november 1894, i staden Golden, Colorado (USA), uppträdde bollblixtar, som varade oväntat länge. Som tidningen Golden Globe rapporterade: ”I måndags kväll kunde ett vackert och märkligt fenomen observeras i staden. En hård vind uppstod och luften verkade vara fylld med elektricitet. De som råkade vara i närheten av skolan den natten kunde se eldkloten flyga en efter en i en halvtimme. Denna byggnad rymmer elektriska och dynamomaskiner från kanske den finaste fabriken i staten. Förra måndagen anlände förmodligen en delegation till dynamosfångarna direkt från molnen. Det här besöket var definitivt en succé, liksom det frenetiska spel som de startade tillsammans.
  • I juli 1907, på Australiens västkust, träffades en fyr vid Cape Naturalist av bollblixtar. Fyrvaktaren Patrick Baird förlorade medvetandet, och fenomenet beskrevs av hans dotter Ethel.
  • Mötet med bollblixtar beskrivs i berättelsen "Ball Lightning" av den ryska författaren och forskaren i Fjärran Östern Vladimir Arsenyev . [fjorton]

Samtida bevis

  • Under andra världskriget rapporterade piloter om konstiga fenomen som kunde tolkas som bollblixtar [15] . De såg små bollar röra sig längs en ovanlig bana. Dessa fenomen började kallas foo fighters ( ryska "vissa fighters" ).
Ubåtsmän rapporterade upprepade gånger och konsekvent små eldklot som inträffade i en ubåts stängda utrymme. De dök upp när batteriet slogs på, stängdes av eller felaktigt slogs på , eller vid en frånkoppling eller felaktig anslutning av höginduktiva elmotorer. Försök att reproducera fenomenet med hjälp av ubåtens reservbatteri slutade i misslyckande och explosion.
  • Den 6 augusti 1944, i den svenska staden Uppsala , passerade bollblixtar genom ett stängt fönster och lämnade efter sig ett runt hål ca 5 cm i diameter. Fenomenet observerades av lokala invånare och spårningssystemet för blixtnedslag, som finns på institutionen för studier av el och blixt vid Uppsala universitet , fungerade också . [16]
  • 1954 observerade fysikern Tar Domokos (Domokos Tar) blixtar i ett kraftigt åskväder. Han beskrev vad han såg tillräckligt detaljerat: ”Det hände en varm sommardag på ön Margaret vid Donau . Det var någonstans mellan 25-27 grader Celsius, himlen täcktes snabbt av moln och ett kraftigt åskväder närmade sig. Åska hördes i fjärran. Vinden tilltog, det började regna. Stormfronten rörde sig mycket snabbt. I närheten fanns inget där man kunde gömma sig, det fanns bara en ensam buske i närheten (ca 2 m hög), som böjdes av vinden mot marken. Luftfuktigheten steg till nästan 100% på grund av regn. Plötsligt, precis framför mig (ca 50 meter bort), slog blixten ner i marken (på ett avstånd av 2,5 meter från bushen). Jag har aldrig hört ett sådant dån i mitt liv. Det var en mycket ljus kanal 25-30 cm i diameter, den var exakt vinkelrät mot jordens yta. Det var mörkt i cirka två sekunder och sedan på 1,2 m höjd dök en vacker boll med en diameter på 30-40 cm upp.Den dök upp på ett avstånd av 2,5 m från blixtnedslaget, så detta nedslag låg mitt emellan bollen och busken. Bollen gnistrade som en liten sol och roterade moturs. Rotationsaxeln var parallell med marken och vinkelrät mot linjen "buske - nedslagsplats - kula". Orben hade också en eller två rödaktiga virvlar eller svansar som gick ut till höger bak (mot norr), men inte lika ljusa som själva klotet. De hällde i bollen efter en bråkdel av en sekund (~0,3 s). Själva bollen rörde sig långsamt och med konstant hastighet horisontellt längs samma linje från busken. Dess färger var skarpa och dess ljusstyrka konstant över hela ytan. Det fanns ingen mer rotation, rörelsen skedde på konstant höjd och med konstant hastighet. Jag märkte inga storleksförändringar. Det gick ungefär tre sekunder till - bollen försvann omedelbart, och helt tyst, även om jag på grund av bruset från åskvädret kanske inte hade hört den. Författaren antar själv att temperaturskillnaden inuti och utanför den vanliga blixtens kanal med hjälp av en vindpust bildade en sorts virvelring , av vilken den observerade bollblixten sedan bildades [17] .
  • Den 17 augusti 1978 steg en grupp på fem sovjetiska klättrare (Kavunenko, Bashkirov , Zybin, Koprov, Korovkin) ner från toppen av berget Trapezia och stannade för natten på en höjd av 3900 meter. Enligt V. Kavunenko, mästare i idrott av internationell klass i bergsklättring, dök bollblixt av ljusgul färg storleken på en tennisboll upp i ett stängt tält, som under lång tid slumpmässigt flyttade från kropp till kropp och gav ett sprakande ljud. En av idrottarna, Oleg Korovkin, dog på plats av blixtkontakt med solar plexusområdet , resten kunde ringa på hjälp och fördes till Pyatigorsks stadssjukhus med ett stort antal 4:e gradens brännskador av oförklarat ursprung. Fallet beskrevs av Valentin Akkuratov i artikeln "Meeting with a fireball" i januarinumret av tidningen " Technology for Youth " för 1982 [15] .
  • Sommaren 1980 i byn. Tyarlevo (Musicalnaya St.), efter ett åskväder skrämde bollblixten sommarboendet Anna Ilyinichna Morozova (född 1903), enligt kvinnan svävade en boll på cirka 0,5-1 meter i diameter över det (platta ruberoid) taket på skjul placerad på hennes plats, och sedan rullade ner för att landa i hennes riktning (kvinnan själv skyndade sig genast att gömma sig i huset), bollen flög iväg mot grannområdet ("rullade iväg till grannarna").
  • 2008 flög bollblixtar genom fönstret på en trolleybuss i Kazan . Konduktören, Lyalya Khaibullina [18] , med hjälp av en validator , kastade henne till slutet av kabinen, där det inte fanns några passagerare, och några sekunder senare inträffade en explosion. Det var 20 personer i kabinen, ingen kom till skada. Vagnbussen gick sönder, validatorn blev varm och blev vit, men förblev i fungerande skick [18] .
  • 2011, byn Gofitskoye, Labinsk-distriktet, Krasnodar-territoriet, Ryssland . På vår-sommaren, vid cirka 15-17 timmar Moskvatid, var himlen mulen av moln, vilket skapade en känsla av början av skymningen. Ett av ögonvittnena hjälpte en vän att köra in får på gården. De höll portarna öppna mot utsidan och tittade mot höjderna i öster mot byn Otvazhnaya, och båda märkte en lysande boll som närmade sig på långt håll (ca 500 m). Han flög från sidan av byn Akhmetovskaya (Labinsky-distriktet) över den östra delen av byn. Gofitsky parallellt med Bolshaya Laba-floden på en höjd av 7-10 m med en hastighet av 15-30 km / h, det vill säga mycket långsammare än i fritt fall. Flygvägen var rak, med en viss lutning mot horisonten. Bollen gick ner. Observationen varade i flera minuter. Bollen storleken på en basketboll (cirka 25 cm i diameter) och färgen på glödhet metall gnistrade som en eld, men det fanns ingen låga. Han närmade sig porten, "läckte" genom springan mellan deras ram och stödet med gångjärn och ändrade dess form, som en flytande substans. Sedan kom bollen helt ut från andra sidan av porten, tog sin tidigare form, flög ytterligare 1,5-2 m, landade på byggnadens asfaltbeläggning och brann ner med ett sus. Det fanns inga spår av stötar på grindarna och på asfalten. Vid landningsplatsen hittade ögonvittnen små fragment som såg ut som slagg. Fallet och motsvarande utredning publicerades i den ryska vetenskapsakademins tidskrift " Priroda " [10] .
  • Den 10 juli 2011, i den tjeckiska staden Liberec , dök bollblixtar upp i kontrollbyggnaden för stadens räddningstjänst. En boll med två meter svans hoppade i taket direkt från fönstret, föll i golvet, studsade igen i taket, flög 2-3 meter och föll sedan i golvet och försvann. Detta skrämde de anställda, som kände lukten av brända ledningar och trodde att en brand hade börjat. Alla datorer hängde (men gick inte sönder), kommunikationsutrustning var ur funktion för natten tills den var åtgärdad. Dessutom förstördes en bildskärm [19] .
  • Den 4 augusti 2012 skrämde bollblixtar en bybo i Pruzhany-distriktet i Brest-regionen [20] . Enligt tidningen "Rayonnyya Budni" flög bollblixtar in i huset under ett åskväder. Dessutom, som värdinnan i huset, Nadezhda Vladimirovna Ostapuk, berättade för publikationen, var fönster och dörrar i huset stängda och kvinnan kunde inte förstå hur eldklotet kom in i rummet. Som tur var kom kvinnan på att hon inte skulle göra några plötsliga rörelser och bara stannade där hon var och tittade på blixten. Kulblixtar flög över hennes huvud och släpptes ut i väggens elektriska ledningar. Till följd av ett ovanligt naturfenomen kom ingen till skada, bara inredningen i rummet skadades, rapporterar tidningen.

Artificiell reproduktion av fenomenet

Översikt över metoder för artificiell reproduktion

Eftersom det finns ett tydligt samband i utseendet av bollblixtar med andra manifestationer av atmosfärisk elektricitet (till exempel vanlig blixt), utfördes de flesta experimenten enligt följande schema: en gasurladdning skapades (det är allmänt känt om glöden från gasurladdningar), och sedan eftersträvades förhållanden då den lysande urladdningen kunde existera som en sfärisk kropp. Men forskare har bara kortvariga gasutsläpp av sfärisk form, som lever i högst några sekunder, vilket inte motsvarar ögonvittnesskildringar av naturliga bollblixtar. A. M. Khazen lade fram idén om en kulblixtgenerator, bestående av en mikrovågssändarantenn, en lång ledare och en högspänningspulsgenerator [21] .

Lista över uttalanden

Flera påståenden har framförts om produktion av kulblixtar i laboratorier, men generellt har det funnits en skeptisk inställning till dessa uttalanden i den akademiska miljön. Frågan är fortfarande öppen: "Är fenomenen som observeras i laboratorieförhållanden identiska med det naturliga fenomenet bollblixt"?

  • Teslas verk [22] i slutet av 1800-talet kan betraktas som de första experimenten och uttalandena . I sin korta anteckning rapporterar han att han under vissa förhållanden, när han antände en gasurladdning, efter att ha stängt av spänningen, observerade han en sfärisk ljusurladdning med en diameter på 2-6 cm. Men Tesla rapporterade inte detaljerna om sin erfarenhet , så det är svårt att återskapa denna installation. Ögonvittnen hävdade att Tesla kunde göra eldklot i flera minuter, medan han tog dem i sina händer, lade dem i en låda, täckte dem med ett lock och tog ut dem igen ...
  • De första detaljerade studierna av en lysande elektrodlös urladdning utfördes först 1942 av den sovjetiske elektroingenjören Babat : han lyckades få en sfärisk gasurladdning inuti en lågtryckskammare under några sekunder.
  • Kapitsa kunde erhålla ett sfäriskt gasutsläpp vid atmosfärstryck i ett heliummedium . Tillsatser av olika organiska föreningar ändrade ljusstyrkan och färgen på glöden.

Dessa observationer ledde till tanken att kulblixtar också är ett fenomen som skapas av högfrekventa svängningar som uppstår i åskmoln efter vanliga blixtar. På detta sätt tillfördes den energi som behövdes för att upprätthålla den kontinuerliga glöden från bollblixten. Denna hypotes publicerades 1955. Några år senare hade vi möjlighet att återuppta dessa experiment. I mars 1958, redan i en sfärisk resonator fylld med helium vid atmosfärstryck, i resonansläge med intensiva kontinuerliga svängningar av typen Hox, uppstod en fritt flytande oval gasurladdning. Denna urladdning bildades i området för det maximala elektriska fältet och rörde sig långsamt i en cirkel som sammanföll med kraftlinjen.

Originaltext  (engelska)[ visaDölj] Dessa observationer ledde oss till förslaget att bollljusningen kan bero på högfrekventa vågor, producerade av ett åskmoln efter den konventionella blixtarladdningen. Således produceras den nödvändiga energin för att upprätthålla den omfattande ljusstyrkan, som observeras i en kulljus. Detta var en hypotes publicerad 1955. Efter några år var vi i stånd att återuppta våra experiment. I mars 1958 i en sfärisk resonator fylld med helium vid atmosfärstryck under resonansförhållanden med intensiva H, svängningar fick vi en fri gasurladdning, oval till formen. Denna urladdning bildades i området för det maximala elektriska fältet och rörde sig långsamt efter de cirkulära kraftlinjerna. - Ett fragment av Kapitsas Nobelföreläsning.
  • Litteraturen [23] beskriver ett schema för installationen, där författarna reproducerbart erhöll vissa plasmoider med en livstid på upp till 1 sekund, liknande "naturliga" bollblixtar.
  • Nauer [24] rapporterade 1953 och 1956 produktionen av lysande föremål vars observerade egenskaper helt sammanfaller med ljusbubblors.

Försök till en teoretisk förklaring

I vår tid, när fysiker vet vad som hände under de första sekunderna av universums existens, och vad som händer i svarta hål som ännu inte har upptäckts, måste vi fortfarande med förvåning erkänna att antikens huvudelement - luft och vatten - förblir fortfarande ett mysterium för oss.

— I. P. Stakhanov[ förtydliga ]

Experimentell verifiering av existerande teorier är svårt. Även om vi bara räknar de antaganden som publicerats i seriösa vetenskapliga tidskrifter, är antalet teoretiska modeller som beskriver fenomenet och svarar på dessa frågor med varierande framgång ganska stort.

Klassificering av teorier

  • På grundval av platsen för energikällan som stöder förekomsten av bollblixt kan teorier delas in i två klasser:
    • anta en extern källa;
    • vilket tyder på att källan är inuti bollblixten.

Granskning av befintliga teorier

  • S. P. Kurdyumovs hypotes om förekomsten av dissipativa strukturer i icke-jämviktsmedia: "... De enklaste manifestationerna av lokaliseringsprocesser i icke-linjära medier är virvlar... De har en viss storlek, livslängd, kan spontant uppstå när de flödar runt kroppar , dyker upp och försvinner i vätskor och gaser i intermittensregimer nära det turbulenta tillståndet. Solitoner som uppstår i olika icke-linjära medier kan tjäna som exempel. Ännu svårare (ur vissa matematiska tillvägagångssätt) är dissipativa strukturer... i vissa delar av mediet kan lokalisering av processer i form av solitoner, autovågor, dissipativa strukturer ske... det är viktigt att peka ut... lokalisering av processer på mediet i form av strukturer som har en viss form, arkitektur.” [25]
  • Hypotes om Kapitza P.L. om resonansnaturen hos bollblixtar i ett externt fält: en stående elektromagnetisk våg uppstår mellan molnen och jorden , och när den når en kritisk amplitud sker ett luftnedbrytning på någon plats (oftast närmare jorden) , en gas urladdning bildas. I det här fallet visar sig bollblixtar vara "uppträdda" på kraftlinjerna för en stående våg och kommer att röra sig längs ledande ytor. Den stående vågen är då ansvarig för energitillförseln av bollblixtar. ( "... Med tillräcklig spänning av det elektriska fältet bör förutsättningar uppstå för ett elektrodlöst genombrott, som genom joniseringsresonansabsorption av plasmat bör utvecklas till en lysande kula med en diameter lika med ungefär en fjärdedel av våglängd" ). [26] [27]
  • Hypotes av V. G. Shironosov: en självkonsekvent resonansmodell av bollblixt föreslås baserat på verk och hypoteser av: S. P. Kurdyumova (om förekomsten av lokaliserade dissipativa strukturer i icke-jämviktsmedia); Kapitsa P. L. (om kulblixtens resonans i ett yttre fält). Resonansmodellen av bollblixt av P. L. Kapitza, efter att ha förklarat mycket logiskt, förklarade inte det viktigaste - orsakerna till uppkomsten och den långsiktiga existensen av intensiva kortvågiga elektromagnetiska svängningar under ett åskväder. Enligt teorin som lagts fram finns det inuti bollblixtar, förutom de kortvågiga elektromagnetiska svängningarna som föreslagits av P. L. Kapitza, ytterligare betydande magnetfält på tiotals megaersteds . I den första approximationen kan kulblixten betraktas som en självstabil plasma - "håller" sig i sina egna resonansvariabler och konstanta magnetfält. Den resonanta självkonsekventa modellen av bollblixt gjorde det möjligt att förklara inte bara dess många mysterier och egenskaper kvalitativt och kvantitativt, utan också, i synnerhet, att skissera vägen för experimentell produktion av bollblixtar och liknande självuppehållande plasmaresonansformationer kontrollerade genom elektromagnetiska fält. Det är märkligt att notera att temperaturen hos en sådan fristående plasma i förståelsen av kaotisk rörelse kommer att vara "nära" noll på grund av den strikt ordnade synkrona rörelsen av laddade partiklar. Följaktligen är livslängden för en sådan kulblixt (resonantsystem) stor och proportionell mot dess kvalitetsfaktor. [28]
  • En fundamentalt annorlunda hypotes är Smirnov B.M., som har sysslat med problemet med bollblixtar i många år. I hans teori är kärnan i bollblixten en sammanvävd bikakestruktur, en slags aerogel , som ger ett starkt ramverk med låg vikt. Endast skelettets filament är plasmafilament, inte av en fast kropp. Och energireserven för bollblixtar är helt dold i den enorma ytenergin hos en sådan mikroporös struktur. Termodynamiska beräkningar baserade på denna modell motsäger inte de observerade data. [29]
  • En annan teori förklarar hela uppsättningen av observerade fenomen med termokemiska effekter som uppstår i mättad vattenånga i närvaro av ett starkt elektriskt fält. Energin hos bollblixtar här bestäms av värmen från kemiska reaktioner som involverar vattenmolekyler och deras joner . Författaren till teorin är säker på att den ger ett tydligt svar på gåtan med bollblixtar. [trettio]
  • Hypotesen av Dyakov A. V. antar närvaron i naturliga bollblixtar av en betydande mängd materia i ett fast eller flytande tillstånd av aggregation, såväl som möjligheten av kemiska processer som liknar förbränning av termitblandningar [10] . Baserat på analysen av många ögonvittnesskildringar kommer författaren till slutsatsen att densiteten av materia i kulblixtar avsevärt kan överstiga omgivningens täthet, medan levitationen av den lysande formationen blir paradoxal. Denna hypotes stöds inte bara av den nästan identiska kemiska sammansättningen av fragmenten med resultaten av [6] optisk spektrometri av en annan naturlig kulblixt, utan också av ett antal arbeten om införandet av kiseldioxid, järn, lera, jordar och andra naturliga ämnen till en laboratorieplasmoid: det visade sig att aerosoler av fint dispergerade järnoxider inte minskar plasmoidens livslängd! [31]
  • Följande teori antyder att kulblixt är tunga positiva och negativa luftjoner som bildas under ett normalt blixtnedslag, vars rekombination förhindras av deras hydrolys. Under påverkan av elektriska krafter samlas de till en boll och kan samexistera under ganska lång tid tills deras vattenpäls kollapsar. Detta förklarar också det faktum att den olika färgen på bollblixten och dess direkta beroende av tiden för existensen av själva bollen blixten - hastigheten för förstörelse av vatten "pälsrockar" och början av processen med lavinrekombination.
  • Enligt en annan teori är bollblixt ett Rydberg-ämne [32] [33] . L.Holmlid-gruppen. sysslar med framställning av Rydbergsubstansen i laboratoriet hittills inte i syfte att framställa kulblixtar, utan främst i syfte att erhålla kraftfulla elektron- och jonströmmar, med användning av det faktum att Rydbergsubstansens arbetsfunktion är mycket liten. , några tiondelar av en elektronvolt . Antagandet att kulblixten är ett Rydberg-ämne beskriver många fler av dess observerade egenskaper, från förmågan att uppträda under olika förhållanden, att bestå av olika atomer, till förmågan att passera genom väggar och återställa en sfärisk form. Kondensatet av Rydbergämnet används också för att förklara de plasmoider som erhålls i flytande kväve [34] . En bollblixtmodell baserad på rumsliga Langmuir-solitoner i ett plasma med diatomiska joner [35] användes .
  • Ett oväntat tillvägagångssätt för att förklara bollblixtens natur har föreslagits sedan 2003 av Torchigin V.P., enligt vilken bollblixt är ett optiskt fenomen och är vanligt ljus som cirkulerar i luftatmosfären [33]. Sådant ljus skruvas in i jordens atmosfär i riktning mot ökande luftdensitet. Denna egenskap förklarar till fullo alla anomalier med bollblixtar. Sedan 2003 har mer än tre dussin artiklar publicerats i ledande internationella tidskrifter, där alla kända anomalier av bollblixtar förklaras. I VP Torchigin Ball Lightning as a Bubble of Light: Existence and Stability. Optik 193 (2019) 162961 tillhandahåller en komplett lista med artiklar om detta tillvägagångssätt. Författaren tror att föremålet i form av cirkulerande ljus är det enda kända föremålet som anses vara kulblixt, som har en full uppsättning observerade anomala egenskaper hos kulblixtar. Alla föremål som innehåller några partiklar (plasma, kluster, etc.) kan inte köra om ett flygande flygplan, kan inte röra sig mot vinden, kan inte komma in i rum genom glas utan att skada dem, saknar sinnesorgan, kan inte hitta ett hål i väggen att ta sig in i. rummet genom den. De fenomen som är ansvariga för förekomsten och det anomala beteendet av bollblixtar var kända på 1800-talet. Då kunde kulblixtens mysterium lösas.
  • När det gäller försök att reproducera bollblixtar i laboratoriet rapporterade Nauer [24] 1953 och 1956 produktionen av lysande föremål vars observerade egenskaper helt sammanfaller med ljusbubblors. Ljusbubblors egenskaper kan erhållas teoretiskt på basis av allmänt accepterade fysikaliska lagar. De föremål som observerats av Nauer är inte föremål för inverkan av elektriska och magnetiska fält, avger ljus från sin yta, de kan kringgå hinder och förbli intakta efter att ha penetrerat genom små hål. Nauer föreslog att arten av dessa föremål inte hade något att göra med elektricitet. Den relativt korta livslängden för sådana föremål (flera sekunder) förklaras av den låga lagrade energin på grund av den låga effekten hos den använda elektriska urladdningen. Med en ökning av den lagrade energin ökar graden av komprimering av luften i ljusbubblans skal, vilket leder till en förbättring av fiberns förmåga att begränsa ljuset som cirkulerar i den och till en motsvarande ökning av livslängden av ljusbubblan. Nauers verk är unikt fallet då den experimentella bekräftelsen av teorin dök upp 50 år före själva teorin.
  • M. Dvornikov [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] utvecklade en kulblixtmodell baserad på sfäriskt symmetriska olinjära oscillationer av laddade partiklar i plasma. Dessa svängningar betraktades inom ramen för klassisk [35] [37] [38] och kvantmekanik [36] [39] [40] [41] [42] . Det har visat sig att de mest intensiva plasmaoscillationerna inträffar i de centrala delarna av kulblixten. Det har föreslagits [39] [41] [42] att bundna tillstånd av radiellt oscillerande laddade partiklar med motsatt orienterade spinn kan uppstå i kulblixtar, vilket är analogt med Cooper-par, vilket i sin tur kan leda till uppkomsten av en supraledande fas inuti boll blixtar. Tidigare uttrycktes idén om supraledning i kulblixtar i [43] [44] . Inom ramen för den föreslagna modellen undersöktes också möjligheten av förekomsten av kulblixtar med en sammansatt kärna [40] .
  • Österrikiska forskare från universitetet i Innsbruck, Josef Peer och Alexander Kendl, beskrev i sitt arbete, publicerat i den vetenskapliga tidskriften Physics Letters A [45] , effekten av magnetfält som uppstår från en blixtladdning på den mänskliga hjärnan. Enligt dem uppträder så kallade fosfener i hjärnbarkens syncentra  - visuella bilder som uppträder hos en person när starka elektromagnetiska fält exponeras för hjärnan eller synnerven. Forskare jämför denna effekt med transkraniell magnetisk stimulering (TMS), när magnetiska impulser skickas till hjärnbarken, vilket provocerar uppkomsten av fosfener . TMS används ofta som en diagnostisk procedur i en öppenvårdsmiljö. Sålunda tror fysiker att när det verkar för en person som bollblixtar är framför honom, är det faktiskt fosfener . "När någon befinner sig inom några hundra meter från ett blixtnedslag kan en vit fläck dyka upp i ögonen under några sekunder", förklarar Kendl. "Detta händer under påverkan av en elektromagnetisk impuls på hjärnbarken."
  • Den ryske matematikern M. I. Zelikin föreslog en förklaring av fenomenet bollblixt baserat på den ännu obekräftade hypotesen om plasmasupraledning [44] .
  • A. M. Khazen [46] [47] utvecklade en modell av bollblixtar som ett plasmagäng med en olikformig permittivitet som är stationär i det elektriska fältet av ett åskväder. Den elektriska potentialen beskrivs av en ekvation som Schrödinger-ekvationen .
  • 1982 föreslog GP Gladyshev en fysikalisk och kemisk modell av bollblixtar [48] [49] [50] . Enligt denna modell är kulblixt en diffusionslåga av kväveförbränning som stöds av atmosfäriska likströmmar. Modellen överensstämmer med beräkningar och kända data.
  • I verk av G. D. Shabanov, till exempel [51] [52] , ges en komplex hypotes om uppkomsten och härledningen av egenskaperna hos "genomsnittlig bollblixt" och experiment som bekräftar det.

Anteckningar

  1. Vetenskapens vita fläckar Topp-10. Ball lightning // Popular Mechanics, nr 11, 2013.
  2. admin . Bollblixt är ett naturmirakel  (ryska) , Nyheter om rymden  (10 april 2017). Hämtad 10 april 2017.
  3. Trycket från pseudovetenskap försvagas inte // Commission on Combating Pseudoscience and Falsification of Scientific Research
  4. Physics Letters A, Volume 347, Issue 29, pp. 2932-2935 (2010). Erratum och tillägg: Physics Letters A, Volume 347, Issue 47, pp. 4797-4799 (2010)
  5. Mystisk bollblixt: Illusion eller verklighet
  6. ↑ 1 2 3 4 Cen, Jianyong; Yuan, Ping; Xue, Simin (17 januari 2014). "Observation av de optiska och spektrala egenskaperna hos Ball Lightning". Physical Review Letters (American Physical Society) 112 (035001)
  7. Ivanov I. Spektrum av glöd av bollblixtar erhölls för första gången . Elementy.ru (20 januari 2014). Datum för åtkomst: 21 januari 2014. Arkiverad från originalet 21 januari 2014.
  8. Observation av de optiska och spektrala egenskaperna hos  bollblixt . Fysiska granskningsbrev .
  9. Stakhanov I.P. Om bollblixtens fysiska natur. - M . : Energoatomizdat, 1985. - S. 45, 87, 107, 124. - 208 sid.
  10. ↑ 1 2 3 4 5 Dyakov A.V. Ballblixt som innehåller en fast eller flytande substans  (ryska)  // Nature. - 2020. - Nr 9 (1261) . - S. 32-41 . — ISSN 0032-874X .
  11. Gromyko A.I. Ny information om bollblixtar - förutsättningar för syntes  (ryska)  // Fundamental Research. - 2004. - Nr 6 . - S. 11-17 . — ISSN 1812-7339 .
  12. En gammal beskrivning av bildandet av bollblixtar hittades i ett manuskript från 1100-talet  (ryska)  ? . Naken Science (28 januari 2022). Hämtad: 31 januari 2022.
  13. I. Stakhanov "Fysikern som visste mer än någon annan om bollblixtar"
  14. V.K. Arseniev. Bollblixt // Möten i taigan. Berättelser . - Chita: Chita Regional Book Publishing House, 1951. - S. 123-125. — 166 sid.
  15. 1 2 Valentin Akkuratov. Fireball Encounter [1]
  16. Klotblixten - naturens olösta gåta . www.hvi.uu.se. Hämtad: 18 augusti 2016.
  17. Observation of Lightning Ball (Ball Lightning): En ny fenomenologisk beskrivning av fenomenet
  18. ↑ 1 2 En konduktör från Kazan räddade passagerarna på en trolleybuss, in i vilken ORT eldklot flög
  19. Kulový blesk přehodil dispečink liberecké záchranky na manual . iDNES.cz (10 juli 2011). Hämtad: 29 juli 2016.
  20. Bollblixten skrämde en bybo i Brest-regionen - Incident News. [email protected]
  21. Hazen, 1988 , sid. 109.
  22. K. L. Corum, J. F. Corum "Experiment på skapandet av kulblixtar med hjälp av en högfrekvent urladdning och elektrokemiska fraktalkluster" // UFN, 1990, vol. 160, nummer 4. (inte tillgänglig länk) . Hämtad 14 april 2006. Arkiverad från originalet 27 september 2007. 
  23. A. I. Egorova, S. I. Stepanova, G. D. Shabanova , Demonstration av kulblixt i laboratoriet // UFN, vol. 174, nr. 1, sid. 107-109, (2004).
  24. 1 2 Barry JD Ball Lightning och Bead Lightning. N.-Y.: Plenum Press, 1980 164-171
  25. Knyazeva E.N., Kurdyumov S.P. Grunderna för synergi. Synergistisk vision. Kapitel V. - Serien "Synergetik: från det förflutna till framtiden". Utg. 2, rev. och ytterligare 2005. 240 s. - 2005. - 240 s.
  26. P. L. Kapitsa . Om kulblixtens natur // DAN SSSR 1955. Vol 101, nr 2, sid. 245-248.
  27. Kapitsa P. L. Om bollblixtens natur // Experiment. Teori. Öva. - M .: Nauka, 1981. - S. 65-71.
  28. V. G. Shironosov Den fysiska karaktären av bollblixten Sammandrag från den fjärde ryska universitetets akademiska vetenskapliga och praktiska konferens, del 7. Izhevsk: Udm. universitet, 1999, sid. 58
  29. BM Smirnov // Physics Reports, 224 (1993) 151; Smirnov B. M.  Ball lightning Physics // UFN, 1990, v. 160, nr. 4, sid. 1-45. Arkiverad 27 september 2007 på Wayback Machine .
  30. DJ Turner, Physics Reports 293 (1998) 1
  31. Egorov A.I., Stepanov S.I. Långlivade plasmoider - analoger av kulblixtar som förekommer i fuktig luft  (ryska)  // Journal of Technical Physics. - 2002. - T. 72 , nr 12 . - S. 102-104 .
  32. E. A. Manykin, M. I. Ozhovan, P. P. Poluectov. Förtätad Rydberg-materia. Nature, nr 1 (1025), 22-30 (2001). http://www.fidel-kastro.ru/nature/vivovoco.nns.ru/VV/JOURNAL/NATURE/01_01/RIDBERG.HTM
  33. M.I. Ojovan. Rydberg Matter Clusters: Theory of Interaction and Sorption Properties. J. Clust. Sci., 23(1), 35-46 (2012). doi:10.1007/s10876.011.0410.6
  34. A. I. Klimov, D. M. Melnichenko, N. N. Sukovatkin "Långlivade energikrävande exciterade formationer och plasmoider i flytande kväve"
  35. ↑ 1 2 3 M. Dvornikov. Stabila Langmuir-solitoner i plasma med diatomiska joner  // Icke-linjära processer i geofysik. - T. 20 , nej. 4 . - S. 581-588 . - doi : 10.5194/npg-20-581-2013 .
  36. ↑ 1 2 Dvornikov, Maxim; Dvornikov, Sergey. 8 // Elektrongasoscillationer i plasma: Teori och tillämpningar. — Framsteg inom plasmafysikforskning. - New York, USA: Nova Science Publishers, Inc., 2006. - V. 5. - S. 197-212. — ISBN 1-59033-928-2 .
  37. ↑ 1 2 Maxim Dvornikov. Bildning av bundna tillstånd av elektroner i sfäriskt symmetriska svängningar av plasma  // Physica Scripta. - T. 81 , nej. 5 . - doi : 10.1088/0031-8949/81/05/055502 .
  38. ↑ 1 2 Maxim Dvornikov. Axiellt och sfäriskt symmetriska solitoner i varm plasma  // Journal of Plasma Physics. — 2011-12-01. - T. 77 , nej. 06 . - S. 749-764 . — ISSN 1469-7807 . - doi : 10.1017/S002237781100016X .
  39. ↑ 1 2 3 Maxim Dvornikov. Effektiv attraktion mellan oscillerande elektroner i en plasmoid via akustisk vågutbyte  (engelska)  // Proc. R. Soc. A. - 2012-02-08. — Vol. 468 , utg. 2138 . - s. 415-428 . - ISSN 1471-2946 1364-5021, 1471-2946 . - doi : 10.1098/rspa.2011.0276 .
  40. ↑ 1 2 3 Maxim Dvornikov. Kvantutbytesinteraktion av sfäriskt symmetriska plasmoider  // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. — 2012-11-01. - T. 89 . - S. 62-66 . - doi : 10.1016/j.jastp.2012.08.005 .
  41. ↑ 1 2 3 Maxim Dvornikov. Parning av laddade partiklar i en kvantplasmoid  // Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. - T. 46 , nej. 4 . - doi : 10.1088/1751-8113/46/4/045501 .
  42. ↑ 1 2 3 Maxim Dvornikov. Attraktiv interaktion mellan joner inuti en kvantplasmastruktur  // Journal of Plasma Physics. — 2015-06-01. - T. 81 , nej. 03 . — ISSN 1469-7807 . - doi : 10.1017/S0022377815000306 .
  43. GC Dijkhuis. En modell för bollblixtar  (engelska)  // Nature. — 1980-03-13. — Vol. 284 , utg. 5752 . - S. 150-151 . - doi : 10.1038/284150a0 .
  44. ↑ 1 2 M. I. Zelikin. "Plasmasupraledning och kulblixt". SMFS, volym 19, 2006, s.45-69
  45. J. Peer och A. Kendl. Transkraniell stimulans av fosfener genom långa elektromagnetiska blixtpulser  (engelska)  // Phys. Lett. A. _ - 2010. - Vol. 374 . - P. 2932-2935 . - doi : 10.1016/j.physleta.2010.05.023 .
  46. Khazen A. M. Bollblixt: stationärt tillstånd, energiförsörjning, förekomstförhållanden // Rapporter från USSR:s vetenskapsakademi. - 1977. - T. 235, nr 2. - S. 288-291.
  47. Hazen, 1988 , sid. 96.
  48. G. P. Gladyshev . Termodynamik och makrokinetik för naturliga hierarkiska processer, sid. 232. Science, M., 1988.
  49. G. P. Gladyshev . På fysikaliska och kemiska processer vid hög temperatur i en åskvädersatmosfär. Rapportera USSR:s vetenskapsakademi. 1983, volym 271, nr 2, sid 341-344.
  50. G.P. Gladyshev, The High-Temperature Physico-Chemical Processes in the Lightning Storm Atmosphere (A Physico-Chemical Model of Ball Lighting) . I: Science of Ball Lightning (Fire Ball), Tokyo, Japan, 4-6 juli, 1988, red. Yoshi-Hiko Ohtsuki, Word Scientific, Singapore, New Jersey, London, Hong Kong, sid. 242-253, 1989.
  51. Shabanov G.D. Om möjligheten att skapa naturliga bollblixtar genom en ny typ av pulserande urladdning i laboratorieförhållanden // UFN. - 2019. - T. 189 . — s. 95–111 .
  52. Shabanov G.D. Om förhållandet mellan teoretiska och experimentella komponenter i arbetet med bollblixt (svar på kommentaren av M.L. Shmatov [UFN 190 107 (2020)) till artikeln "Om möjligheten att skapa naturliga bollblixtar genom en ny typ av pulserande urladdning i laboratoriet villkor" [UFN 189 95 ( 2019)] // UFN. - 2020. - V. 190. - S. 110–111 .

Länkar

Artiklar

Populärvetenskapliga publikationer

  • Arutyunov A. L. Artificiell bollblixt // Kvant, 2005, nr 4, sid. 19 .
  • En artikelserie i den populärvetenskapliga tidskriften " Teknik för ungdomar ": 1982 (nr 1 - nr 7), 1983 (nr 3), 1984 (nr 6), 1992 (nr 9) etc.
  • En artikelserie i den populärvetenskapliga tidskriften "Uppfinnare och innovatör": 1982 (nr 5), 1983 (nr 1).
  • "Science and Life", 2009 (nr 7).

Böcker och rapporter