Техника - молодёжи 1968-05, страница 9

Б. ПАРФЕНОВ, инженер,

сотрудник Научно-исследовательского института механики МГУ

А что у нее внутри?» — спрашивает любопытный лирик . «Не знаю, — отвечает физик. — И никто не знает». — «Ну, а все-таки что предполагает нау-" ка?» — «Предположениями исписано немало бумаги,

только шаровая молния, видимо, ничего не читает».

Как сделать непонятное понятным? Нужно зафиксировать спектр излучения, взять на химический анализ пробы из разных точек огненного шара, замерить напряженность электрического и магнитного полей, короче говоря, исследовать явление в лаборатории. Но вот неувязка: неизвестно, как туда доставить шаровую молнию. Может быть, прямо в лаборатории и изготовить ее? Но для этого надо знать, как она устроена. Круг замкнулся. Остается только одно — разрабатывать теорию. Разумеется, допускающую экспериментальную проверку.

Сначала выделим кардинальные вопросы, на которые нужно ответить, объясняя природу шаровой молнии.

— Как она возникает?

— Энергию какого вида содержит?

— Как исчезает?

По первому пункту некоторая ясность есть. Неоднократно огненные шары появлялись там, где только что ударила линейная молния. А такого, чтобы они возникали самопроизвольно, никто еще -не наблюдал. Если очевидец -не заметил разряда обычной молнии, то появление шаровой он описывает словами: «спустилась из облаков», «вышла из дымохода», «влетела в форточку» и т. д. Шаровая молния может двигаться очень быстро, и для нее/ не составит труда при-

На цветной вкладке: вверху слева — модель шаровой молнии в первом приближении; вверху справа — модель с учетом дополнительного услоиия равновесия в виде кольцевого тока. Ниже дана схема возникновения огненного шара из линейной молнии. Рядом — редкостная фотография, запечатлевшая шаровую молнию. Цифрами 1, 2, 3 обозначены последовательные стадии ее взрыва после пронола тоновой оболочки и выталкивания магнитного поля наружу.

Проблема овладения новыми, невиданными источниками ■ ■энергии никогда не переставала будоражить воображение людей. Немало энтузиастов науки связывает свои надежды с раскрытием загадки шаровой молнии. Интересно, что один из подобных прогнозов принадлежит не ученому, а писателю. Имя писателя — Максим Горький. Выступая в 1920 году перед студентами рабоче-крестьянского университета в Петрограде с лекцией «О знании», Горький говорил об огромной энергии, сконцентрированной в огненном шаре сиромных размеров. Писатель сказал: «Мне случилось видеть его на Кавказе, когда мы переваливали через один хребет с Чеховым и художником Васнецовым. Шар ударился в гору, оторвал огромную скалу и разорвался со страшным треском...»

Каждое наблюдение шаровой молнии имеет большую ценность для объяснения этого удивительного явления природы. Один из интересных вариантов теории вы найдете в публикуемой здесь статье сотрудника Научно-исследова-тельского института механики МГУ Б. Парфенова.

А с правилами техники безопасности при наблюдении шаровых молний следует познакомиться по недавно вышедшей книге И. Имянитова и Д. Тихого «За гранью закона» (Гидрометеоиздат, Л., 1967 г.). К этой книге приложена и анкета наблюдения. После заполнения ее следует высылать по адресу: Ленинград, В-53, 2-я линия, дом 23, Гидрометеоиздат, «Шаровая молния».

лететь в тихое место откуда-нибудь издалека, где бушует страшная гроза.

Ответ на первый вопрос открывает путь к обсуждению второго. Разряд линейной молнии содержит энергию в виде электромагнитного поля. Напрашивается предположение, что и шаровая молния имеет поле той же природы, переменное или постоянное. Такой конфигурации, которая могла бы устойчиво сохраняться без внешних воздействий, у переменного электромагнитного поля нет. Остается постоянное.

Чтобы ломать телеграфные столбы, отрывать доски, разрушать печки (а все это под силу шаровой шалунье), достаточно сконцентрировать в одном кубическом дециметре магнитное поле напряженностью около ста тысяч эрстед. Это большая величина, но не фантастическая, в физических лабораториях получают и более мощные поля. Соответствующая сила электрического тока измеряется примерно миллионом ампер. Постоянный ток может течь только по замкнутому контуру. По кольцу? Нет, оно расползлось бы в стороны через какие-нибудь доли секунды.

На наш взгляд, шаровая молния устроена проще, чем шариковая авторучка. У нее всего две «детали»: тороидальная токовая оболочка и кольцевое магнитное поле. Их взаимодействие дает интересный эффект — из внутренней полости выкачивается воздух. Это явление хорошо известно, больше того, успешно используется (вспомним электромагнитные насосы для перекачки жидких металлов). Атмосферное давление стремится сжать оболочку, а электромагнитные силы препятствуют давлению. При определенных размерах система приходит в равновесие.

Правдоподобна ли такая картина? Обратимся за советом к специалистам по плазме и управляемым термоядерным реакциям. Так вот, теория показывает, что изображенная на цветной вкладке конфигурация может находиться в равновесии без посторонней поддержки. Уж не природный ли это термоядерный «котел»? Увы, нет: здесь все наоборот. Для термоядерной реакции нужно, чтобы внутри было давление, а снаружи — вакуум. И те силы, которые удерживают в равновесии оболочку шаровой молнии, при переворачивании разваливают конфигурацию раскаленной плазмы.

Правда, для равновесия системы требуется еще одно дополнительное условие. На основной ток накладывается кольцевой, и а итоге электрические токовые линии становятся спиралями. Поэтому и магнитное поле внутри слегка искривлено, часть его вдоль оси шара выходит наружу, за пределы токовой оболочки.

Теперь подумаем об энергетическом балансе. Если бы шаровая молния выделяла такое же огромное количество энергии, что и линейная, ее существование ограничивалось бы тысячными долями секунды. Помогает опять-таки внутренний вакуум. При низких давлениях и высоких температурах проводимость газа повышается, и для его нагрева при том же токе требуется меньшая мощность. Кроме того, разнеженный газ хуже проводит тепло, потери на излучение невелики. В итоге огромный ток течет по оболочке, почти не встречая сопротивления.

Снова вернемся к первому вопросу — как она возникает? — с целью ответить на него детальнее. |В конце разряда линейной молнии, когда ток в канале паДает до нуля, на некоторых участках центральной оси ток этот может со

Б