Явление, именуемое шаровой молнией, привлекает людей на протяжении столетий, однако оно по-прежнему остается таинственной загадкой для ученых, отчасти вследствие его кратковременности и трудности воспроизведения.
| |||
Этот электрический артефакт образуется обычно, хотя и не исключительно, при грозовой погоде и может принимать различные формы, но в большинстве случаев предстает в виде шарообразного сгустка света размерами с грейпфрут, а спустя несколько минут, не причинив вреда, он постепенно гаснет и исчезает. Однако в истории зарегистрированы и огненные шары метрового диаметра, взрывавшиеся словно бомбы, разрушавшие дома и разрывавшие на части тела тех, кто попадал в зону этих взрывов.
Вот, например, сообщение из Франции XIX века, в котором наблюдавшееся явление именуется, по старинке, "ударом молнии":
"11 июля 1809 года в Шатонеф-ле-Мустер, примерно в 11 часов утра, в церковь проникла молния в то время, когда звонил колокол, и прихожане, собравшиеся в большом количестве, занимали свои места. Молния взорвалась с огромной силой, ранив восемьдесят два человека и убив на месте девятерых... В момент взрыва в церкви находилось и несколько собак, все они были убиты".
В описании другого случая, происшедшего также в XIX веке, содержатся примеры роковых последствий, которые могут наступить при близких контактах с шаровой молнией:
"24 августа 1895 года, около десяти часов утра, во время сильной грозы с ливнем, несколько человек увидели, как с неба опустился беловатый шар диаметром примерно полтора дюйма и, коснувшись земли, разделится на два меньших шарика. Эти "молниевые шарики" сразу же поднялись вверх на уровень дымовых труб ближайших домов. Один из них проник в трубу, спустился по ней в кухню и там взорвался, причинив большие повреждения. Второй шарик также опустился вниз по дымовой трубе внутрь другого дома, пролетел через комнату, где находились мужчина и ребенок, не причинив вреда ни одному из них, и ушел вниз сквозь кирпичный пол, проделав в нем круглую дыру с ровными краями диаметром около половины дюйма".
Существует множество предположений относительно истинной природы шаровых молний, и за прошедшие 156 лет в научной литературе появилось значительное количество теоретических моделей для загадочных электрических огненных шаров. Некоторые из этих моделей были весьма курьезными, например, та, в которой возникновение шаровой молнии объяснялось процессом ядерного деления, происходящим также в атомных бомбах. Однако число лабораторных экспериментов в этой области было крайне невелико, а наиболее распространенными способами разгадки тайны шаровой молнии оставались кабинетные теоретизирования на основе сообщений, полученных из вторых и третьих рук.
Попытки воспроизвести шаровую молнию были неудачными, что обескураживало физиков во всем мире, тогда как успех в этом деле был бы, безусловно, гигантским шагом вперед, поскольку можно было бы создавать шаровую молнию "по заказу" и проводить с ней эксперименты в лаборатории.
В этой связи представляется имеющим огромное значение тот факт, что два инженера-электрика, братья Кеннет и Джеймс Корум из американского штата Огайо недавно осуществили успешную попытку получить по своему желанию электрические шаровые молнии различных, очень ярких цветов.
Разумеется, их открытие является весьма впечатляющим, но удивительно и то, что указания по его осуществлению были доступны уже на протяжении более ста лет, они содержались в записных книжках доктора Николы Тесла, легендарного физика, жившего и работавшего на рубеже XIX-XX веков. И именно уникальное воспроизведение братьями Корум эксперимента, описанного Тесла в записках 1899 года, составленных в Колорадо-Спрингс, сделали общедоступным то, что, по недосмотру, длительное время оставалось тайной.
И словно одного этого было недостаточно, другим сюрпризом стало еще одно открытие братьев Корум. Они обнаружили, что шаровая молния является, в сущности, достаточно простой, что ее легко создавать, и что необходимое для этого недорогое оборудование уже имеется во многих мастерских любителей-энтузиастов и в научных подразделениях бесчисленных учебных заведений по всему миру. Этим оборудованием, как, наверное, и следовало ожидать, является трансформатор Тесла.
Джеймс Корум действительно обозначил перспективу для выхода из этого, как считали прежде, технического тупика, когда высказал мнение о том, что получение шаровой молнии в лабораторных условиях могло бы стать интересным научным проектом для средних школ!
И если такое "производство" шаровых молний будет явно не под силу дилетантам, то студенты и физики-любители, специализирующиеся на исследованиях захватывающих изобретений легендарного Николы Тесла, будут, безусловно, обладать достаточными техническими познаниями, чтобы собрать необходимые схемы из соответствующих устройств, приборов и агрегатов, имея их в ассортименте, обычном для рядовых электротехнических мастерских. А главное устройство - трансформатор Тесла, во множестве создаваемый дома электротехниками-любителями в мастерских, оборудованных в гаражах - обычно всегда имеется в физических кабинетах многих колледжей и университетов.
Основное описание того, из чего состоит трансформатор Тесла и как он работает, достаточно легко понять даже непосвященным. Это же описание содержит необходимые сведения, позволяющие представить себе, какая техника применяется в лаборатории при создании шаровой молнии.
Взглянув на прилагаемую иллюстрацию, можно увидеть, что трансформатор Тесла состоит из двух катушек медной проволоки, намотанных вокруг цилиндров. Одна катушка - короткая, большого диаметра - называется первичной, другая, более длинная и меньшего диаметра - вторичной. На верху вторичной катушки помещается медный или латунный шарик, соединенный с ее обмоткой. Как видно из рисунка, шарик также является полюсом, от которого распространяются яркие высокочастотные электрические разряды, когда все устройство приводится в действие.
Вообще-то трансформатор Тесла был разработан специально для получения таких высоковольтных разрядов или микроволн, и именно в пределах этих длинных искровых разрядов и образуются электрические шаровые молнии - и они сохраняются после отключения электропитания.
Эти первичные и вторичные катушки с физически разобщенными обмотками находятся в составе электрической схемы, в которую входят и другие электрические элементы (названные искровой зазор и конденсатор), спроектированные так, чтобы за исключительно короткое время повышать выходную мощность установки до очень высокого уровня. Для тех, кто обладает техническими знаниями: типичной является пиковая мощность 100 квт за 10 микросекунд.
В популярном виде действие такой системы представлено на рисунке, где вакуумная трубка или флуоресцентная лента начинают светиться сами по себе благодаря высокому уровню свободного электричества, излучаемого в окружающее пространство.
Итак, если трансформатор Тесла был столь легко доступен во всем мире с того момента, как изобретатель запатентовал его в 1897 году, то почему до сих пор никто не использовал его для получения шаровой молнии?
Это обстоятельство вызывает еще большее недоумение, когда узнаешь, что сам Тесла нередко получал шаровые молнии во время своих экспериментов. Приводится такое его высказывание: "Мне удалось определить способ их создания, и я получал их искусственным путем". И описывал Тесла шаровые молнии так, словно они с легкостью выскакивали из его электрической установки с трансформатором.
Ответ на приведенный выше вопрос заключается в следующем невероятном факте. Несмотря на то, что во всем мире в течение прошедших ста лет бессчетное количество физиков высокой квалификации изучало опубликованные записки Тесла, они были просто неверно поняты! Физики пробовали повторить полученные Тесла результаты, терпели неудачи и объясняли их присущей ему неопределенной манерой ведения записей.
Братья Корум рассказывают, что когда они летели самолетом домой в Кливленд после участия в международном симпозиуме памяти Тесла в Колорадо-Спрингс, где до сих пор сохраняется его лаборатория, произошло следующее:
"Нас мучила эта загадка... мы продолжали сравнивать содержание 34-ой главы с фотографиями в опубликованных записках Тесла. И вдруг нас осенило. Мы использовали не ту конфигурацию схемы, которую нам показывает Тесла. Когда мы вернулись к себе, то перемонтировали нашу аппаратуру...".
"Крошечные световые точечки появлялись, казалось, ниоткуда, - продолжали братья свой увлекательный рассказ. - Потом несколько плавающих в воздухе огоньков попали под удары высоковольтных разрядов, излучаемых полюсом вторичной катушки.
И вдруг мы увидели множество шаровых молний диаметром до нескольких сантиметров, которые "рождались" внутри разрядов, излучаемых катушками... и существовали, как правило, от полутора до нескольких секунд...
Был представлен широкий спектр цветов... подобно тому, как это бывает при использовании пиротехнических устройств. Прекращение существования некоторых световых шаров часто сопровождалось громким звуком, тогда как другие просто тихо угасали...
Мы оказались в состоянии производить световые шары и с другими интересными свойствами. Иногда они были пульсирующими. Они возникали, а затем сжимались. Если в них ударял радиочастотный разряд тока из трансформатора Тесла, они увеличивались в размерах, а потом снова сжимались. Обычно это происходило по много раз, прежде чем шары угасали. В одном случае в шар ударили шесть разрядов подряд, и каждый раз после удара он увеличивался в размерах. Один шар в течение одной секунды вырос с первоначального диаметра 6 мм до диаметра 5 см и приобрел при этом огненно-красный цвет. Часто мы наблюдали, как разряды обволакивало ярко светящееся жидкое вещество, исторгаемое ими и перемещающееся вдоль них и, видимо, служившее материалом для увеличения размеров наших шаровых молний.
Другой особенностью было то, что некоторые шары выглядели как баранки: яркие кружки с темной серединой. Шары имели разные цвета - густой красный, ярко-белый, зеленый, желтый, бело-голубой, фиолетовый. Иногда они вращались, и по ним перемещались темные участки, словно пятна на Солнце.
Некоторые шары выглядели прозрачными, и внутри них мелькали электрические разряды. Несколько раз мы наблюдали, как шары за время своего существования меняют цвет, а в конце взрываются, словно сверхновые звезды. Иногда разряды перескакивают с одного шара на другой, создавая ослепительное зрелище, при этом их внешний вид во время контакта с разрядом меняется.
Часть огненных шаров начинают свое существование как красные карлики, затем последовательно приобретают различные цвета и размеры, а в конце достигают стадии бело-голубых гигантов. Некоторые из них взрываются наподобие сверхновых звезд, а другие словно бы охлаждаются до состояния красных гигантов. Был один случай, когда огненный шар выглядел так, словно его окружала сверкающая оболочка".
Фактически в такой установке одновременно работают два трансформатора Тесла, и здесь электромагнитная волна исключительно высокой частоты, исходящая от одного трансформатора накладывается на другую волну, с меньшей частотой.
Такая комбинация действует как триггер, в котором вся генерируемая энергия выделяется в бесконечно малые промежутки времени и с такой исключительно высокой интенсивностью, что этот процесс не может ограничиваться рамками проводных цепей трансформатора, и поэтому энергия с огромной силой излучается в окружающее пространство. И это именно та электрическая сила, как бы воспроизводящая силу разрядов естественных молний, которая испаряет находящиеся поблизости предметы, содержащие уголь и металлы, и которая образует пузырь вокруг перегретых компонентов воздуха, таких как озон.
В лабораторной установке почерневший медный полюс, постепенно съедаемый эрозией, и служит, в сущности, источником таких материалов, а упомянутый пузырь, полученный электротермическим путем и несущий электрический заряд, является основной сферой шаровой молнии. Именно внутри этого пузыря стремительно протекают химические и электрические процессы, обеспечивая "топливо" в период существования рассматриваемого феномена.
Этот процесс можно представить себе как приостановившийся взрыв, когда исторгнутые и распространяющиеся во внешнюю среду частицы меди и угля, вместо того, чтобы быть разбросанными во всех направлениях, удерживаются на месте за счет поверхностного натяжения и образуют пузырь-емкость, внутри которой взрыв продолжает медленно развиваться в форме нестабильных, тлеющих электрохимических разрядов.
В конце концов, после того как этот электрический огненный шар проплывет по воздуху, возможно, несколько футов, нестабильность его внутреннего энергетического состояния станет критической, и приостановившийся вначале взрыв завершится либо тихим и безопасным догоранием, либо высвобождением разрушительной силы, в зависимости от того, на какой стадии выделения его энергии он перестанет существовать в форме шаровой молнии.
Фиксация шаровых молний на фотографиях представляла некоторые трудности; в ряде случаев братья Корум считали более удобным снимать молнии на видеопленку, поскольку по скорости смены кадров можно было оценить длительность их существования.
Однако существует уникальная серия сделанных ими фотографий, на которых отображен процесс кажущегося проникновения полученной ими шаровой молнии сквозь оконное стекло - то есть, то же явление, какое нередко можно наблюдать и в случае шаровых молний, образовавшихся естественным путем. Но, на самом деле, сообщения о прохождении появившихся во время грозы шаровых молний сквозь оконные стекла - это сообщения об иллюзиях!
Внимательно изучив фильмы, на которых были отображены те же самые процессы, братья Корум поняли, что же происходило в действительности. Сначала в стекло ударяли электрические разряды, которые и несли с собой огненный шар. Достигнув поверхности стекла, он угасал, но электрические силовые линии, перемещавшие шар, продолжали воздействовать на стекло и нагревали его, при этом вещество стекла на участке воздействия частично распадалось и приобретало некоторую электропроводность. Этот участок начинал работать как электрод, как продолжение медного полюса на вершине трансформатора, поскольку благодаря разрядам он оставался электрически связанным с ним. И по мере того как электрические разряды передавали стеклу все большее электричества от полюса трансформатора, на другой стороне стекла появлялся новый огненный шар.
Братья Корум писали:
"После этого огненный шар медленно удалялся от стекла в горизонтальном направлении, сантиметров на 35 или около того, а затем вспыхивал. Некоторые улетали несколько дальше, а затем либо взрывались, либо догорали как тлеющие угли...".
Такая последовательность становилась очевидной только при изучении каждого отдельного кадра видеозаписи, тогда как ее просмотр в реальном времени создавал полную иллюзию того, что шаровая молния проходит сквозь оконное стекло.
Описание исследования, проделанного братьями Корум, уместно завершить их высказыванием, касающимся Тесла:
"Сегодня, наконец, шаровые молнии можно исследовать в контролируемых лабораторных условиях. Мы уверены, что работа, которую Тесла оставил не оконченной, теперь может быть завершена. И ученые, располагающие передовыми техническими средствами и современными научными концепциями, несомненно, смогут быстро достичь значительного прогресса в этой области".
Перевод Вадима Ильина.
Об авторе:
Альберт Бадден, бакалавр наук, является исследователем, специализирующимся в научном изучении паранормальных явлений, а также электромагнетизма и охраны здоровья. Он - член Медицинского фонда охраны окружающей среды и автор нескольких книг, в том числе: "Аллергия и инопланетяне: опыт посещений" (1994), "НЛО: близкие физические контакты" (1995), "Механизм полтергейста: эффект Хатчисона" (1996).
Подпись к рисунку 1
Схема, демонстрирующая элементы установки, использованной для создания шаровых молний. Обратите внимание на то, что и высокочастотный, и низкочастотный вторичные резонаторы возбуждаются от одной и той же первичной обмотки. Система была настроена таким образом, что после того как первичный искровой разряд прерывался, низкочастотный резонатор давал максимальное напряжение, равное 2,4 МВ при частоте 66,6 кГц, а высокочастотный резонатор достигал 200 кВ при 156 кГц.
Подпись к рисунку 2
Опыты Никола Теслы
Надпись в прямоугольнике
Шар в течение секунды вырос до 5 см и приобрел огненно-красный цвет
Наш комментарий
УПРАВЛЕНИЕ ШАРОВОЙ МОЛНИЕЙ: СДЕЛАНО В РОССИИ
Первые опыты по созданию искусственных плазмоидов начались в СССР более пятидесяти лет назад - зимой 1941 года в осажденном Ленинграде. Бомбардировки, обстрелы, голод и холод ни на минуту не прекратили научные исследования. Физик Г.И.Бабат на одной экспериментальной установке неожиданно для себя получил огненное кольцо, подобие шаровой молнии. Это плазменное кольцо с колоссальными скоростями выстреливалось, словно из пушки, когда сила тока превосходила нужный порог.
Физик П.Л.Капица уже после войны предположил, что шаровая молния может подпитываться извне и сохранять устойчивость за счет этой подпитки. Его гипотеза была не только замечена, но и использована за рубежом. Журнал «Discovery» (1962, № 11) писал:
«Шаровая молния согласно модели академика П.Л.Капицы представляет собой сферический плазмоид с резонансной частотой, соответствующей частоте некоторого радиочастотного поля, подводимого извне. Таким образом, шаровая молния с большой вероятностью образуется в тех местах, где есть мощное электромагнитное излучение подходящей частоты. Такие области могут существовать непродолжительно в сильную грозу... Разряд можно создать, если сфокусировать радиоволны от источника 10-сантиметровых радиоволн в ограниченном пространстве. Такой разряд должен затем сформировать сферический плазмоид... Появилась возможность создать искусственные шаровые молнии, имеющие большую энергию».
Конечно, просто создать плазмоид было недостаточно. П.Л.Капица подсказал самый простой способ управления шаром: с помощью радиоволн, которые генерируются уже готовыми радарными установками. Тут же работы становятся секретными: военные поняли, что, если работы будут успешными, они смогут стрелять шаровыми молниями.
Плазменное оружие, по-видимому, хорошо зарекомендовало себя в лаборатории. Недавно мы узнали, что в НПП "Исток" (141190, Московская обл., г. Фрязино, ул. Вокзальная, 2А) создали устройство для генерации плазмоидов, «близких по своим свойствам к шаровым молниям и имеющих возможность автономного существования в пространстве в течение продолжительного времени».
«Устройство содержит СВЧ-резонатор открытого типа, снабженный снаружи отрезками запредельного круглого волновода; плазменную камеру, выполненную в виде диэлектрической трубки, которая проходит через СВЧ-резонатор и отрезки запредельного круглого волновода; волноводное устройство для подведения СВЧ-энергии; высокочастотный магнитно-импульсный индуктор, который расположен внутри СВЧ-резонатора и окружает проходящую через СВЧ-резонатор диэлектрическую трубку, - гласит его описание. - Вторая модификация устройства содержит объемный СВЧ-резонатор (шарообразной, цилиндрической или тороидальной формы) с волноводным устройством для подведения СВЧ-энергии и высокочастотный магнитно-импульсный индуктор, расположенный снаружи СВЧ-резонатора и окружающий выходной участок диэлектрической трубки...
Возможность быстрого вывода плазмы из устройства в виде плазмоида с помощью ВЧ магнитно-импульсного индуктора объясняется следующим. При подаче на индуктор импульса ВЧ-энергии от импульсного ВЧ-источника в индукторе возникает магнитное поле. Оно проникает в плазму, находящуюся внутри индуктора, на величину скин-слоя, не влияя при этом на внутреннюю структуру плазмы (она сохраняется). Наводимое магнитное поле имеет направление, противоположное направлению магнитного поля, создаваемого в индукторе. В результате этого возникает сила, мгновенно выталкивающая плазму из индуктора в виде плазмоида. Направление его вылета зависит от направления магнитного поля индуктора...»
Институт общей физики имени Прохорова разработал другой метод получения плазмоидов. Под воздействием сравнительно небольшого короткого электрического разряда, импульса микроволнового или лазерного излучения на границе раздела фаз металл-диэлектрик образуется сгусток плазмы - как бы нагретая до нескольких тысяч градусов частичка. Состоит она из атомов металла, а также электронов и ионов, на которые атомы частично распались. В инертном газе или в вакууме плазма эта затухает. Самое интересное начинается в атмосфере горючей - например, в смеси метана с кислородом. "Подпитываясь" энергией горючего, она не затухает в сотни раз дольше и может перемещаться в пространстве, причем на довольно большие расстояния.
Судя по тому, что установки открыто описываются и рекламируются учеными, «лабораторный этап» разработки плазменного оружия уже пройден. По достоверным данным из заслуживающего доверия источника, военные уже проводят его испытания в атмосфере над северо-западом России. Разработчики уверены, что их управляемые плазмоиды можно запросто принять за «летающие тарелки». Если это действительно так, то по сравнению с российскими достижениями шарики братьев Корум кажутся не более чем изобретением велосипеда.
Альберт Бадден.
Источник: МИЦУФИ
Свежие комментарии