Тайна шаровой молнии

Ежесекундно в земной атмосфере возникают электрические разряды, превосходящие по мощности и скорости частицы в адронном коллайдере,

образуется рентгеновское, гамма-излучение и даже антиматерия! А исследования в области плазменных кристаллов позволяют по-новому взглянуть на природу шаровой молнии.

«Нет ничего тайного, что не сделалось бы явным».
(Мк 4:22)

Шаровая молния (ШМ) – уникальное явление природы, о котором знает почти каждый человек. Многие с упоением рассказывают, как стали очевидцами светящегося шара, но даже в наш век Интернета и многочисленных видеокамер качественных фото- и видеосъёмок этого феномена не так много…

Попробуем, оттолкнувшись от накопившихся известных фактов наблюдений шаровой молнии, используя последние достижения в физике, приподнять завесу тайны, окутавшей её природу.

Что мы знаем о шаровой молнии?

В результате многолетней обработки и систематизации многочисленных свидетельств очевидцев шаровых молний были описаны их основные характеристики:

1. ШМ – редкое проявление атмосферного электричества. Шанс хоть раз в жизни увидеть её выпадает одному из десяти тысяч человек.
2. Образуется и наблюдается в наэлектризованном воздухе.
3. Объект имеет устойчивую шарообразную, реже грушевидную форму.
4. Размер от нескольких сантиметров до нескольких метров.
5. Удельная масса, совпадающая с массой воздуха, позволяет ШМ парить.
6. Цвет от красного до бело-голубого, что говорит о температуре поверхности объекта от 5000–10000 К.
7. Величина электрического заряда порядка 10–2 Кл.
8. Энергия ШМ находится в пределах от 108 до 1010 Дж.
10. Взаимодействует с проводниками электричества.
11. В редких случаях испаряет металл проводника и образует узор наблюдаемого пейзажа на поверхности или на коже человека.
12. Время жизни ШМ составляет от долей секунды до нескольких минут, при этом яркость остаётся практически постоянной в течение этого времени.
13. Движется ШМ со скоростью несколько метров в секунду, чаще всего в горизонтальном направлении, но также может двигаться вертикально, оставаться неподвижной или перемещаться хаотично.
14. Многие ШМ описаны как обладающие вращательным движением.
15. Наблюдатели редко сообщают об ощущении тепла, хотя в некоторых случаях исчезновение шара сопровождается выделением тепловой энергии.
16. ШМ может деформироваться и проникать внутрь зданий, проходя через закрытые двери, окна и замочные скважины.
17. ШМ иногда проникает сквозь физические тела, не нарушая их целостность.
18. Замечена способность предметов (капель дождя или градин) пролетать сквозь шаровую молнию без какого-либо влияния на неё.
19. Зафиксировано появление ШМ внутри металлических корпусов самолётов и машин, причём входя и выходя они не причиняли ущерб.
20. Исчезновение шара, как правило, происходит быстро и может быть как бесшумным, так и взрывообразным.
21. При этом часто сообщается о запахах, напоминающих порох, озон, горящую серу или оксиды азота.
22. Описаны редкие случаи выпадения волос и рвоты после контакта с шаровой молнией, что может говорить о радиационной опасности, вероятно, связанной с гамма-излучением.
23. Химический состав ШМ, зафиксированный спектрографом, включает в себя ионизированные атомы почвы (Fe, Si, Ca) и атмосферы (N, O).
24. В некоторых случаях быстрого (взрывообразного) исчезновения шаровой молнии возникает электромагнитный импульс, выводящий из строя электроаппаратуру в радиусе около 10 метров.

Как вести себя при встрече с шаровой молнией. Рекомендации МЧС РФ:

«При встрече с шаровой молнией не проявляйте по отношению к ней никакой агрессивности, по возможности сохраняйте спокойствие и не двигайтесь. Не нужно приближаться к ней, касаться её чем-либо, так как может произойти взрыв. Не следует убегать от шаровой молнии, потому что это может повлечь её за собой возникшим потоком воздуха».

Рекомендации МЧС Республики Беларусь:

«Если шаровая молния влетела в комнату, нужно медленно, затаив дыхание, покинуть помещение. Если это невозможно, нужно стоять, не шевелясь. Через 10–100 секунд она обойдет вас и исчезнет. Шаровая молния может появиться, не нанеся вреда человеку или помещению, но может взорваться, возникающая при этом воздушная волна способна травмировать человека. Шаровая молния имеет температуру около 5000 градусов и может вызвать пожар».

Возникновение ШМ не обязательно связано с грозовыми разрядами. Известны случаи, когда она появляется при землетрясении (но в этих случаях также происходит электризация воздуха за счёт потока протонов из недр, о чём мы рассказывали в № 4, 2023 в статье «Инь и Ян планеты Земля»). Есть подозрение, что ШМ может двигаться по линиям материальных неоднородностей, например, вдоль стен, вдоль дорог, параллельно движению чего-либо. Существуют свидетельства о прохождения ШМ через малые отверстия и прозрачное стекло, что говорит в пользу её полевой природы.

При прохождении через толстые стёкла иногда происходит резкий нагрев точек соприкосновения стекла с поверхностью шаровой молнии, из-за разницы температур между сторонами стекла оно лопается, образуя коническое отверстие с меньшим радиусом со стороны входа ШМ.

Зафиксирован случай, когда на теле погибшего от шаровой молнии человека остался выжженный отпечаток окружающей местности. Как будто световые лучи, отражённые от внешних строений и предметов, прошли через некую фокусирующую линзу, превратились в жёсткое излучение, проникли через одежду погибшего и оставили на его теле ожог в виде панорамы местности.

Ничто лучше не расскажет о явлении ШМ, чем прямое свидетельство очевидца. В Беларуси есть легендарная местность – Булаты, где ковали одноимённую сталь. Однажды летом в калиновые ночи рядом с горой, в которую регулярно били молнии, семилетний Гена Гончаров, спрятавшийся от дождя под мощным дубом, почувствовал удар в спину. Очнулся мальчик, лёжа на мокрой земле, осознал, что не видит и не слышит. Испугавшись гнева родителей, он начал просить неизвестно у кого, чтобы чувства вернулись, что и произошло вскоре. С тех пор обострённые слух и зрение сопутствуют Геннадию по жизни и позволяют ему ощущать приближение грозы и очень тихие звуки, не воспринимаемые другими людьми. Вторая встреча с молнией была для мальчика не менее удивительной. Лет через пять после первого случая во дворе дома Гончаровых во время грозы, после очередного мощного раската грома, появился искрящийся шар размером с теннисный мяч. Он хаотично перемещался рывками в 20 метрах от мальчика и через несколько секунд взорвался. Державшийся за металлический поручень Гена почувствовал удар током. Со временем у мальчика развилась тяга к молниям и сверхчувственные восприятия, впоследствии развившиеся в гипнотические способности. Эти уникальные качества определили выбор им профессии психолога-гипнолога. В настоящий момент он, являясь экспертом Первого канала, руководит школой гипноза и несёт свои знания людям.

Из рассказа очевидца можно сделать интересный вывод, что в момент взрыва шаровой молнии происходит мощный электромагнитный импульс, аналогичный ЭМИ-бомбам, распространяющийся на десятки метров. Получается, что стоячая волна, присутствующая внутри шаровой молнии, «схлопывается» в момент взрыва до малого объёма, в результате чего образуется волна очень малой длины. И поскольку энергия излучения обратно пропорциональна длине волны, в результате уменьшения объёма шаровой молнии электромагнитный импульс резко возрастает.

Процесс образования шаровой молнии

С большой вероятностью шаровая молния возникает из наэлектризованного облака во время грозы, часто после удара линейной молнии.

1. Первым делом происходит удар молнии, скорее всего по витиеватой траектории. Из частиц атмосферы, земного грунта или предмета, подвергшихся мощному электрическому разряду, возникает турбулентное ионизированное облако газа.
2. Возникшее паровое облако электромагнитного вихря быстро застывает по краям каверны и как бы запирает ионизированный газ внутри себя, что и формирует устойчивую тороидальную форму, напоминающую шар.
3. Иногда шар вылетает с большой скоростью. Но потом начинает постепенно замедляться. Считается, что человеческое зрение способно увидеть шаровую молнию только перед самым её исчезновением, когда она уже теряет потенциал к движению. И именно поэтому многим наблюдателям кажется, что яркий шар появляется буквально из пустоты.

Канал линейной молнии никогда на бывает прямым, он состоит из множества закрученных участков, порождающих сильные вихревые токи. В большинстве случаев при небольшой энергии оторвавшегося вихря он бесследно рассеивается в пространстве, но при достаточной энергии происходит ионизация воздуха с образованием плазмы. Если вихрь приобретает форму вращающегося замкнутого тора, то он может отделиться от основного канала молнии и существовать достаточно длительное время. При этом заряд перетекает на оболочку плазменного вихря, образуя яркую высокотемпературную поверхность.

Российские эксперименты

Видный исследователь шаровой молнии Александр Григорьев, который трудился в Ярославском государственном техническом университете, посвятил сбору свидетельств очевидцев шаровых молний многие годы. Он систематизировал тысячи рассказов и пришёл к выводу, что чаще всего шаровая молния просто уходит из поля зрения наблюдателя (в 40 процентов случаев). Иногда она взрывается (26 процентов) или просто тихо угасает (13 процентов), разряжается в землю (восемь процентов) или в проводник (шесть процентов).

Внешне шаровая молния схожа с объектами плазменной природы, но в идеальных лабораторных условиях эти объекты не могут существовать десятки секунд и при этом активно светиться.

Пётр Капица о природе шаровой молнии

Анализируя многочисленные наблюдения, академик считал, что для длительного существования интенсивно излучаемого объекта необходим внешний источник энергии шаровой молнии. Оценив время, порядка 10 секунд, за которое высвечивается облако ионизированного газа после термоядерного взрыва диаметром 150 метров, Пётр Леонидович пришёл к выводу, что шар диаметром d=10 см должен высветится за время, меньшее 0,01 секунды, но шаровая молния таких размеров существует от нескольких секунд до минут, поэтому такое плазменное образование, скорее всего, подпитывается резонансной электромагнитной волной с частотой h = 3,65*d и должно двигаться параллельно заряжающей поверхности на расстоянии, кратном долям длины стоячей волны (r = 0,25; 0,75; 1,25; 1,75).

Гипотеза уважаемого академика удовлетворительно объясняет, почему шаровая молния в некоторых случаях движется на небольшом расстоянии параллельно поверхности земли, и почему она иногда из-за прекращения подпитки энергией пропадает без взрыва. Когда же поток энергии прерывается моментально, существование объекта прекращается взрывообразно, со «схлопыванием». Также становится объясним процесс попадания ШМ в закрытые пространства через проводники – вдоль путей распространения коротких ЭМИ-волн.

С момента публикации работы П.Л. Капицы попытки воспроизвести шаровую молнию в лаборатории предпринимались неоднократно. Нельзя сказать, что они были удачными. Иногда получалось воспроизвести светящиеся объекты, но по своим свойствам они напоминали шаровые молнии лишь отдалённо. Так как сферические образования в лабораториях живут непродолжительное время и быстро пропадают даже при самом лёгком колебании воздуха. В таких условиях трудно понять физику «огненных шаров», с которыми люди встречаются в природе.

Скажем, в 2013 году физики из Академии ВВС США смогли получить лабораторные «шаровые молнии», которые жили 0,5 секунды. И это был большой успех. Ранее подобные образования устойчиво существовали только около трети секунды. Но и тогда учёные подчёркивали, что эти разряды – «плазмоиды» – нельзя в полной мере отождествлять с шаровыми молниями.

Геннадий Шабанов из Петербургского института ядерной физики РАН в прошлом десятилетии опубликовал научную работу о своих экспериментах по рождению шаровой молнии в лаборатории. Делал он это с помощью экспериментальной установки, вызывающей электрический разряд, бьющий в поверхность воды и создающий светящийся шаровой объект. Однако время жизни такого объекта составляло всего несколько сотен миллисекунд, что значительно короче времени существования шаровых молний.

Тем не менее исследователь был убеждён, что «формирующееся светящееся образование является аналогом природной шаровой молнии», так как оно успевало продемонстрировать свойства, присущие природной шаровой молнии, такие как отсутствие взаимодействия с диэлектриками, расплавление и распыление проводников, изменение цвета в зависимости от наружной освещённости и фона. Так, на расстоянии 15 сантиметров от электрода аналог не смог расплавить диэлектрик с температурой плавления около 200°C. Хлопчатобумажная нить, размещённая на высоте 25 сантиметров от электрода, не загорелась. Когда на нить нанесли тонкий слой коллоидного графита, она загорелась моментально. Учёные сделали выводы, что их аналог оказался довольно холодным, но может проявлять «огонёк» в случае с электропроводными телами, в том числе с человеческими.

Аналогичные шарообразные светящиеся объекты удаётся получать учёным по всему миру. Но не всякая команда берётся называть их шаровыми молниями – скорее долгоживущими плазменными образованиями.

Эксперименты Владимира Бычкова

После колоссального количества опытов и экспериментов доктор физико-математических наук, ведущий сотрудник физфака МГУ и специалист по физике газовых разрядов и плазмы Владимир Бычков пришёл к выводу о том, что П. Л. Капица прав, и внутри псевдотвёрдой оболочки находится заряженный и раскалённый пар.

Процесс образования молнии только потому и получилось разобрать на части, что в результате опытов схожую структуру удалось получить в лабораторных условиях – электрический разряд направлялся в твёрдый материал, имитирующий грунт. После этого в обозримом пространстве, в защищённой камере, на постоянной основе наконец-то начал появляться вожделенный «раскалённый шар». Вернее – россыпь раскалённых шариков, которые какое-то время скачут по поверхности, пока не взрываются с негромким хлопком.

«Электрическое» свечение молнии определяется раскалённым газом, нагретым до температуры в пару тысяч градусов. Способность к левитации объясняется наличием остаточного электрического разряда в образовании. И если по стечению обстоятельств у раскалённого «воздушного шарика» имеется отрицательный заряд, ввиду простейших физических законов такой шарик будет левитировать над поверхностью отрицательно заряженной земли, пока оболочка не лопнет. Бычков и его коллеги считают, что она может состоять из большого количества оксидов, распространённых в почве. Например, Al₂O₃ и SiO₂. Толщина оболочки ШМ, по мнению Бычкова, достигает всего лишь нескольких микрон. Но, несмотря на это, она достаточно прочна, чтобы выдерживать разницу давления до 10 бар между паром, сжатым внутри, и окружающей атмосферой. По мнению учёного, парение шаровой молнии может происходить 150–200 секунд, пока ионы воздуха не компенсируют её заряд. Более того, последние 50 секунд полёта иногда проходят в невидимом режиме – без свечения газа. Но в таком состоянии шаровая молния вряд ли может нанести смертельный удар.

Несмотря на многочисленные попытки воспроизвести шаровую молнию в лабораторных условиях, результаты остаются противоречивыми. Некоторые эксперименты действительно позволили получить нечто похожее на шаровую молнию, но полного соответствия природному явлению достичь не удалось.

Наблюдение природной шаровой молнии учёными

19 июля 2003 года шаровая молния размером с футбольный мяч помешала готовить щи женщинам на кухне.

После самоликвидации шара с хлопком на полу остались твёрдые шарики, которые прозорливые женщины передали для подробного исследования профессору Красноярского института физики имени Л.В. Киренского СО РАН – Г.Н. Чурилову.

Анализ показал, что шарики – полые сферы из чистейшего железа диаметром 0,3–1,2 мм с очень тонкими стенками толщиной 10 микрон (0,01 мм). Физики выдали заключение: прежде чем принять конечную форму, объекты были парообразным металлом, из которого при остывании образовались пустые сферы. Предположительно они возникли, когда редкая положительно заряженная линейная молния попала в железный объект и «выпарила» из него наночастицы металла.

В 2014 году в авторитетном рецензируемом журнале Physical Review Letters Цзяньюн Цен с коллегами из Северо-западного педагогического университета Китая описали свой опыт наблюдения шаровой молнии в дикой природе. Они фиксировали с помощью видеокамер и спектрографов обычную грозу, и случайно в поле зрения приборов попала шаровая молния.

Счастливый случай помог учёным достоверно зафиксировать химический состав и приблизиться к разгадке феномена шаровой молнии. Когда обычная линейная молния ударила в землю, возник шар диаметром около пяти метров. Он пролетел над землёй 15 метров и исчез спустя 1,6 секунды. Спектрограф показал, что шаровая молния состоит из элементов почвы – кремния, железа и кальция, наряду с азотом и кислородом – основными составляющими нашей атмосферы.

Это наблюдение стало подтверждением теории новозеландца Джона Абрахамсона, предположившего в 2000 году, что после удара молнии в землю интенсивная мощная энергия испаряет из почвы оксид кремния. Затем ударная волна и кулоновские силы поднимают ионизированный газ в воздух. Вероятно, углерод из почвы вступает в реакцию с оксидом кремния, оставляя облако чистого кремниевого пара и углекислый газ. В дальнейшем атмосферный кислород повторно окисляет горячий ионизированный газ, что и заставляет шар светиться.

В лабораторных экспериментах в Бразилии и Израиле эта теория также находила подтверждение: когда учёные воздействовали электрическими разрядами на кремниевые пластины, выделялся пар, который затем окислялся, образуя маленькие светящиеся шары.

Наиболее близкой моделью шаровой молнии из всех ныне существующих является гипотеза, предполагающая, что шаровая молния – это поток магнитного поля, замкнутый сам на себя. Эта модель, правда, не объясняет, как такое поле способно удержаться в замкнутом объёме в течение нескольких минут, поскольку таких понятий, как пограничный слой, вязкость, сжимаемость или температура, у магнитного поля нет. Она не может объяснить и факта прилипания молнии к металлическим предметам. Но всё же эта модель ближе всех подошла к сущности шаровой молнии.

Оценка энергии шаровой молнии

В августе 1962 года вблизи города Перечина (первый случай) молния размером с теннисный мяч нырнула в корыто с водой для скота, убив несколько лягушек внутри. Примерно за 10 секунд вода в корыте (около 110 литров) выкипела полностью, что позволяет оценить минимальную энергию шаровой молнии: E_шм = 2,86*10⁸ [Дж]

Другой пример (случай два): шаровая молния диаметром около полутора метров расплавила около 440 кг грунта. Образовавшийся шлак заполнил яму диаметром порядка полутора метров и глубиной 20‒25 см, при этом испарилось 175 кг воды. Всё это время, около 0,1 минуты, шаровая молния (ШМ) находилась над поверхностью земли, что исключает прогрев грунта за счёт теплопроводности. Это соответствует выделению как минимум 10⁹ Дж тепловой энергии.

То, что шаровая молния свободно плавает с потоками воздуха, говорит о том, что её удельная масса примерно равна удельной массе воздуха, составляющей 1,2255 кг/м³. Диаметр рядовой шаровой молнии (случай три) составляет порядка 6 см, это значит, что объем её ‒ около 524 см³ , а масса около 0,1 грамма. Энергосодержание ШМ такое, что она способна испарить более 70 кг воды, на что требуется не менее 1,82*10⁸ [Дж]. При массе в одну десятую грамма получается, что удельное энергосодержание шаровой молнии составляет не менее чем 1,61*10¹² Дж/кг.

Уникальный случай описан машинистом Сергеем Орловым в фильме «Осторожно, молния!», когда шаровая молния помогала двигаться в гору железнодорожному составу из 70 гружённых углём вагонов на участке Петрозаводской железной дороги протяжённостью 50 км, что позволило сэкономить 300 литров дизельного топлива. При удельной теплоте сгорания 42,7 МДж/кг такое количество дизтоплива выделит 4,28*10⁹ Дж энергии, что хорошо коррелирует с другими оценками энергии ШМ.

Интересно сравнить удельное энергосодержание ШМ (>10000 МДж/кг) с энергией сгорания водорода ‒ 130 МДж/кг, бензина ‒ 44 МДж/кг, природного газа – 35,6 МДж/кг, антрацита – 29 МДж/кг и с энергией, выделяемой при взрыве тротила, ‒ 4,2 МДж/кг, что в десять раз меньше теплотворной способности бензина, но зато мгновенно. И только уран и плутоний при своём делении выделяют энергии больше: 1 кг урана-235 в АЭС даёт 2300 кВт*ч, или 8,3*10¹⁰ Дж энергии, то есть их удельное энергосодержание сопоставимо с шаровой молнией. Но это уже атомная энергия!

Возможные источники энергии ШМ

С большой долей вероятности изначальную энергию шаровая молния получает от грозового разряда. Также неоднократно появления ШМ из проводников тока, что является результатом электризации атмосферы во время грозы.

Основной спорный вопрос, на протяжении века будоражащий умы исследователей, ‒ за счёт какого источника энергии шаровой молнии удаётся существовать столь длительное время?

Логика подсказывает три возможных варианта:

1. Шаровая молния использует свою изначальную энергию, постепенно разряжаясь как конденсатор.
2. Подпитывается энергией извне.
3. Обладает внутренним источником энергии.

В пользу первой гипотезы говорит достаточно ограниченное время существования ШМ (редко превышающее несколько минут). Процесс подпитки энергией шаровой молнией от линий электропередач зафиксирован на многих видео. Нельзя полностью исключать и подпитку плазмоида резонансной электромагнитной волной, как полагал академик С. П. Капица. Но против такой гипотезы говорят факты появления и длительного существования ШМ внутри металлических корпусов машин и самолётов, которые, представляя собой «клетку Фарадея», должны препятствовать интенсивному распространению ЭМИ-волн. Источником внутренней энергии ШМ вряд ли могут быть химические реакции, поскольку удельная теплота сгорания водорода, как самого высокоэнергетического топлива, ‒ 120‒140 МДж/кг, соответственно, шаровая молния должна обладать массой примерно 2,2 [кг] водорода, но тогда она не смогла бы парить. Такой процесс был бы возможен, если бы водород хранился внутри молнии в виде гидрида металла, но для устойчивого соединения железа с водородом нужно избыточное давление более 20 атмосфер. Можно рассмотреть процессы горения и других веществ (Fe, Si, Ca), составляющих ШМ, но их удельная теплота сгорания гораздо ниже водорода, спектральных линий которого даже не зафиксировано в ШМ. Реакции распада тяжёлых радиоактивных элементов можно исключить, так как ни сами элементы, ни следы их распада никогда не фиксировались при образовании шаровых молний. Получается, что при наблюдаемой плотности энергии источником энергии шаровой молнии из известных современной науке могут быть только реакции синтеза.

Гипотеза плазменного кристалла

Проводя эксперименты с плазмой на установке «Сплав» на станции «Мир», космонавты наблюдали неожиданный эффект, который учёные не сразу смогли объяснить. Заряженные частицы в плазме, взаимодействуя друг с другом и с электрическими полями, при определённых условиях зависают в некоторой области, образуя трёхмерные пылевые структуры, аналогичные решётчатой структуре кристаллических материалов, составляющей доли миллиметра, что позволяет наблюдать их невооружённым глазом.

Размеры пылевых частиц относительно велики ‒ от долей микрона до нескольких десятков, иногда сотен микрон. Их заряд может иметь чрезвычайно большую величину и превышать заряд электрона в сотни тысяч раз. В результате средняя кулоновская энергия взаимодействия частиц, пропорциональная квадрату заряда, может намного превосходить их среднюю тепловую энергию. Получается плазма, которую называют сильнонеидеальной, поскольку её поведение не подчиняется законам идеального газа.

«Теоретические расчёты равновесных свойств пылевой плазмы показывают, что при некоторых условиях сильное электростатическое взаимодействие “берёт верх” над низкой тепловой энергией и заставляет заряженные частицы выстраиваться в пространстве определённым образом. Образуется упорядоченная структура, которая получила название кулоновского, или плазменного, кристалла. Плазменные кристаллы подобны пространственным структурам в жидкости или твёрдом теле. Здесь могут происходить фазовые переходы типа плавления и испарения» (Академик В.Е. Фортов, «Кристаллы в пылевой плазме»).

В ранних экспериментах образование кристаллических структур регистрировали в системе заряженных частиц железа и алюминия микронных размеров, удерживаемых переменным и статическим электрическими полями. В более поздних работах произведены наблюдения кулоновской кристаллизации макрочастиц в слабоионизованной плазме высокочастотного разряда при низком давлении. Энергия электронов в такой плазме составляет несколько электронвольт, а энергия ионов близка к тепловой энергии атомов, которые имеют комнатную температуру (~ 0,03 эВ). Это связано с тем, что электроны более подвижны, и их поток, направленный на нейтральную пылевую частицу, значительно превышает поток ионов. Частица «ловит» электроны и начинает заряжаться отрицательно. Этот накапливающийся отрицательный заряд в свою очередь вызывает отталкивание электронов и притяжение ионов. Заряд частицы меняется до тех пор, пока потоки электронов и ионов на её поверхности не сравняются. В экспериментах с высокочастотным разрядом заряд пылевых частиц был отрицательным и довольно большим (порядка 10⁴ ‒10⁵ зарядов электрона). Облако заряженных пылевых частиц зависало вблизи поверхности нижнего электрода, поскольку там устанавливалось равновесие между гравитационными и электростатическими силами. При диаметре облака в несколько сантиметров в вертикальном направлении число слоёв частиц составляло несколько десятков, а расстояние между частицами ‒ несколько сотен микрометров.

Как оказалось, при температуре в десятки миллионов градусов частицы плазмы уже не могут двигаться хаотично и беспорядочно. Под воздействием собственных магнитных полей частицы собираются в отдельные пучки, а эти струи взаимодействуют между собой таким образом, что образуются точки фокуса (трёхмерные перекрёстки этих пучков). Пересекая точки фокуса, пучки частиц сжимаются (автофокусируются), и их диаметр сравнивается с длиной волны де Бройля.

В итоге плазма кардинально меняет свои свойства. Её плотность становится предельно неравномерной и при малой средней плотности достигает фантастических значений (нейтронная плотность) в точках фокуса, считает В.Т. Гринёв. В каком бы направлении ни двигалась частица в такой плазме, она будет затянута в ближайшую точку фокуса, пройдет её, снова будет затянута в следующую ближайшую точку фокуса, до тех пор, пока не выйдет за пределы плазмы.

Нагрев вещества до критической температуры всего лишь создаёт условия для образования множества точек плазменного фокуса. Как только такие точки фокуса в плазме образовались, её свойства кардинально меняются. Это уже не хаос, а строго организованная в трёхмерном пространстве система потоков (пучков) заряженных частиц со множеством трёхмерных перекрёстков.

Следовательно, как только температура плазмы превысит некоторый критический порог, прямые столкновения между частицами станут очень редкими, потоки частиц будут беспрепятственно пронизывать друг друга, а силы магнитного взаимодействия между частицами станут существенны и сравнимы с силами электростатического взаимодействия. Плазма самопроизвольно раздробится на отдельные шарообразные структуры. Её структура в таком случае очень напоминает структуру твёрдого тела на атомарном уровне. Отсюда и название ‒ «кристаллизация плазмы» (В.Т. Гринёв, «Теория плазменного кристалла»).

Согласно гипотезе В.Т. Гринёва, кристаллическая плазма ‒ это строго организованная в трёхмерном пространстве система колеблющихся частиц высокой энергии в виде многослойного сферического конденсатора, в котором в некотором количестве происходит термоядерный синтез. Энергия шаровой молнии накоплена именно в этом конденсаторе. Образующиеся внутренние поля не позволяют частицам разлетаться. Только после того как энергия частиц опустится ниже критического значения и они уже не смогут совершать колебания без частых взаимных столкновений друг с другом, снова начинают действовать газовые законы. Наступает хаос, вся система лавинообразно разрушается, плазменный кристалл (шаровая молния) скачком превращается в обычный сгусток хаотичных частиц и уже в строгом соответствии с современной теорией плазмы начинает интенсивно расширяться.

Шаровая молния ‒ тороидальный плазменный кристалл

Если предположить, что шаровая молния имеет электрическую полевую природу и представляет собой вихрь плазменного кристалла, и в ней нет массивных частиц, которые могли бы образовывать центр притяжения её структуры, то для наблюдаемой устойчивости во времени ШМ должна иметь форму замкнутого тора. В центре такой структуры образуется точка автофокусировки частиц плазмы, в которой концентрация их, давление и температура резко возрастают в разы, что может приводить к преодолению кулоновского барьера и протеканию реакций синтеза, это определяет светимость объекта и подпитывает его энергию длительное время. В пользу такой структуры ШМ говорит наличие вращения. Причём невооружённым глазом тороидальность заметить трудно из-за значительной яркости и размытости контуров объекта. (Представьте, что вы смотрите на раскалённое искрящееся яблоко, визуально будет заметна только его шарообразность.)

Получается, что разряд линейной молнии при попадании во влажную почву или из молекул газа атмосферы формирует турбулентное облако ионизированных частиц. В том случае, когда оно принимает устойчивую форму замкнутого тора, плазменный кристалл в виде шаровой молнии может существовать несколько минут, до взаимодействия с электропроводниками или исчерпания энергии. Шаровая молния может пополнять внутреннюю энергию за счёт внешних источников ЭМИволн, не нарушающих её структуру, проходить через проводники тока. При столкновении с препятствием, приводящем к замыканию внутренних силовых линий структуры ШМ, возникает электрический разряд, который, в зависимости от времени протекания, может иметь взрывной характер.

Для возникновения термоядерной реакции, в общепринятом понимании, внутри ШМ не хватает источника нейтронов, давления и температуры. Но если предположить автофокусировку частиц плазменного кристалла, то тогда мы получаем живой пример Солнца в миниатюре! Ведь, как говорил академик Курчатов: «Главный секрет атомной бомбы ‒ это то, что её принципиально можно создать!» Может, пора обратить внимание на компактные термоядерные источники энергии, на протяжении всей истории человечества летающие рядом с нами?!

Многие свойства плазмоидов уже широко применяются в военном деле, так как ни одна ракета (такая как «Кинжал» или перспективный комплекс «Острота») не может достичь гиперзвуковой скорости в атмосфере, не будучи окружена плазменным коконом, создающим кавитационный эффект, ‒ по сути, это аппарат внутри аналога шаровой молнии!

Источник: НИР №4, 5, 2025

Игорь ДАБАХОВ