Cтраница 3
Пусть шаровая молния подходит к отверстию, причем давление воздуха различно с разных сторон отверстия. Эта разность давлений вызывает движение воздуха к отверстию и заставляет вещество шаровой молнии перетекать с одной стороны отверстия на другую. Только в этом случае газодинамические силы вырвут струю из вещества шаровой молнии и таким способом перенесут вещество шаровой молнии с одной стороны отверстия на другую. [31]
Физика процесса прохождения шаровой молнии через отверстие [342] состоит в следующем. Пусть шаровая молния подходит к отверстию, причем давление воздуха с разцых сторон отверстия различно. Эта разность давлений вызывает движени воздуха к отверстию и заставляет вещество шаровой молнии перетекать с ОДНой стороны отверстия в другую. [32]
Еще раз отметим, что основу нашего рассмотрения составляет предположение, что процессы внутри шаровой молнии управляются известными физическими законами. Это дает нам право отказаться от представлений, которые не имеют аналогов в окружающем нас мире. Таково отношение, например, к гипотезе [54-56], согласно которой вещество шаровой молнии находится в состоянии неидеальной плазмы. Недостаток информации не позволяет опровергнуть эту гипотезу так же, как и как-то проанализировать ее. Однако неизвестны случаи длительного существования неидеальной плазмы при высокой температуре без внешнего источника энергии и опыт развития этой проблемы показывает, что трудно ожидать этого. Поэтому данная гипотеза, несмотря на ее привлекательность, является неконкурентноспособной по сравнению с рассматриваемыми далее представлениями, которые опираются на определенные аналоги, существующие в природе или технике. [33]
В заключение выскажем гипотезу относительно причин существования у шаровой молнии двух характерных времен жизни или по крайней мере большого разброса в определении времени ее жизни. Это определяет постоянную распада и верхнюю границу жизни шаровой молнии: 50 - 100 с. В то же время, как это следует из фактов, рассмотренных в данном параграфе, вещество шаровой молнии образует обособленную фазу, которая, естественно, может испаряться подобно жидкости, смешиваясь с окружающим воздухом. Этот процесс многократно ускоряется в условиях, когда фазовая граница по той или иной причине становится неустойчивой. Нарастание возмущений приводит тогда к развитию турбулентной диффузии и выбрасыванию капель вещества с поверхности раздела фаз. [34]
Пусть шаровая молния подходит к отверстию, причем давление воздуха различно с разных сторон отверстия. Эта разность давлений вызывает движение воздуха к отверстию и заставляет вещество шаровой молнии перетекать с одной стороны отверстия на другую. Только в этом случае газодинамические силы вырвут струю из вещества шаровой молнии и таким способом перенесут вещество шаровой молнии с одной стороны отверстия на другую. [35]
В итоге молния из смеси озона с воздухом должна всплывать, а не тонуть в земной атмосфере. Наконец ( и это, возможно, самое главное возражение), не видно, как в рамках химических гипотез можно было бы объяснить различные электрические эффекты, связанные с шаровой молнией, которые подробно рассматривались в гл. Газ, состоящий из нейтральных молекул, не может быть проводником, и все описанные в § 2.6 явления оказываются необъяснимыми. Между тем именно они, а не факт длительного свечения, который лишь помогает визуально обнаружить шаровую молнию, представляют наиболее интересные и характерные черты этого явления. Вещество шаровой молнии образует не только особую фазу в воздухе, но фаза эта оказывается проводящей. [36]
Вблизи земли найти эту воду не представляет никакого труда. Она может содержаться в воздухе и на поверхности земли, на листьях в виде росы и на других предметах. За время разряда молнии ( 0 1 - 0 2 с) она испаряется и может заполнить значительный объем. В воздухе ( в частности, в облаках) вода распределена в виде капель и паров. Поскольку вещество шаровой молнии обладает поверхностным натяжением, оно будет иметь тенденцию собираться в одном месте подобно растянутой упругой пленке. Поэтому можно думать, что ионы, из которых состоит шаровая молния, образуются и одеваются в гидратные оболочки в довольно большом объеме, во много раз превышающем объем самой шаровой молнии, и лишь после этого сжимаются и объединяются в одно тело. На это указывают и очевидцы ( см. гл. [37]
Вследствие этого характер движения может неожиданно меняться. При изменении заряда равновесие сил нарушается и молния может внезапно начать падать или подниматься вверх. Если молния в процессе движения полностью потеряет свой заряд, это еще не означает, что электрическое поле перестает влиять на нее. На расстоянии, равном диаметру шаровой молнии, разность потенциалов электрического поля, возникающая во время грозы, может достигать нескольких киловольт. Под действием поля вещество шаровой молнии будет поляризоваться, так что в ней возникнут наведенные электрические заряды. Поляризационные силы, действующие на незаряженную шаровую молнию, будут перемещать ее в область, где напряженность электрического поля больше. На большой высоте поле однородно и электрические силы не влияют на движение шаровой молнии, если она не заряжена. Однако вблизи поверхности земли незаряженная шаровая молния будет притягиваться к заряженным проводникам независимо от знака их заряда, что и наблюдается довольно часто. Возможно, этим и объясняется ее упорное стремление проникать в закрытые помещения даже через узкие отверстия. После соприкосновения с проводником часть индуцированного заряда нейтрализуется и молния, таким образом, снова может получить заряд одного знака. [38]
К сожалению, расчеты неидеальной плазмы очень сложны и весьма мало разработаны, особенно когда речь идет о столь сложных системах, как кластерные ионы. Одна из наиболее серьезных проблем состоит в необходимости указать причину, препятствующую схло-пыванию системы до прямого контакта между оболочками кластеров в условиях, когда кинетическая энергия частиц становится меньше потенциальной. Для элект-роно-ионной плазмы эта причина может быть обусловлена квантовомеханическими эффектами отталкивания между электронами, связанными с принципом Паули. В случае кластерной плазмы причина может заключаться в значительной внутренней энергии, накопленной в оболочках кластеров, или в чем-то еще. Во всяком случае плотность вещества шаровой молнии, как мы знаем, сравнима с плотностью газа, но не конденсированных сред. [39]
Один из центральных вопросов, относящихся к природе шаровой молнии, связан с ее структурой. Следует отметить два наблюдательных факта, которые должна объяснить гипотетическая схема строения шаровой молнии. Во-первых, в большинстве случаев шаровая молния имеет сферическую форму. Для демонстрации этого факта в табл. 8.4 представлены данные [283] по наблюдению шаровой молнии различной формы. Во-вторых, в процессе эволюции шаровая молния сохраняет свои размер и форму. Согласно [283] лишь примерно в 4 % наблюдений происходили изменения формы шаровой молнии или распад ее на части. Отсюда следует, что материал вещества шаровой молнии, с одной стороны, оказывается жестко связанным и, с другой стороны, в среднем имеет малую плотность. [40]