Техника - молодёжи 1984-06, страница 25

Техника - молодёжи 1984-06, страница 25

ображения приводят к следующему выводу о природе шаровой мол нии и механизме ее образования. По существу, это, несомненно, сгусток плазмы, имеющий электрическую (электронную) природу. Его появление легко понять, если иметь в ви,ду неравномерное, импульсное движение лидера линейной молнии, который, учитывая его продвижение в электромагнитном поле, может закручиваться в спираль. Иначе говоря, ШМ — это плазменный вихрь. Как и для всякого вихря, для ШМ характерно ядро и отходящие от него спиральные ветви, или рукава. Если скорость закручивания плазменного шнура молнии в шар определяется скоростью движения лидера линейной молнии, тогда она может достигать 107— 108 м/с. В результате развиваются такие центростремительные силы, которые концентрируют в ядре, спрессованном до огромных плотностей, до 90—98% плазменной массы с соответствующей энерги

ей, оставляя на образование ветвей спирали только от 10 до 2% вещества. Не исключено участие в этом процессе ионизированного водорода, кристаллография которого еще слабо изучена. Спираль шаровой молнии, как и любые вихри, формируется под действием центробежных сил, поэтому между ее ветвями неизбежно должны возникать зоны вакуума. Именно это определяет метаста-бильный характер шаровой молнии; однако сама спираль, или вихрь, чтобы образовать сфероид, должна вместе с ядром вращаться вокруг оси, меняющей с некоторой скоростью свое положение в пространстве. Крайняя внешняя ветвь опирали отделена от ближайшей внутренней ветви, или сферы, вакуумной зоной, что определяет холодное внешнее состояние ШМ, и в целом именно поэтому вся она представляется наблюдателю загадочным светящимся холодным образованием.

При резком изменении условий существования ШМ разрушается ме-тастабильная структура плазменного шара, разрушается вихрь, что приводит к взрыву его ядра. Это освобождает огромную энергию, сопровождающуюся громадным тепловым эффектом. Мне представляется, что опыты с образованием плазменных спиралей, или вихрей, могли бы привести к получению плотностей и друпих характеристик плазмы, нужных для ее устойчивого состояния. Такие эксперименты, возможно, откроют совершенно новую область неизвестных реакций, в которых могут принимать участие ионизированные атомы водорода или какого-либо другого элемента. Сложность математического описания предложенной в настоящем сообщении модели механизма образования шаровой молнии вполне очевидна. Она связана с тем, что вихри вообще еще очень слабо изучены, тем более если речь идет о плазменном состоянии вещества.

ясняются и даже воспроизводятся в экспериментах, причем несколькими способами, малоэнергетические самоподдерживающиеся светящиеся объекты — как в чистом воздухе, так и в воздухе с примесями (см. весьма содержательную книгу Дж. Барри «Шаровая молния и четочная молния». М., «Мир», 1983). Но эти так называемые физико-химические и хемюноминесцирующие образова ьия (ФХО) характеризуются относительно низкой температурой и малой концентрацией ионов и электронов, что и позволяет им сравни т'ельно длительно существовать без подвода энергии извне. В то же время достоверно известны случаи появления ШМ с плотностью энергии в тысячи раз большей, чем ее плотность в канале линейной молнии и в естественных или искусственных ФХО, модели которых успешно развиваются М. Т. Дмитриевым, Дж. Барри и другими исследователями. По данным того же Дмитриева, температура ШМ достигает 13 ООО— 16 ООО К- Подобные плотности энергии и температуры могут быть присущи только сгусткам полностью ионизированной плазмы, которые представляют для науки несравненно больший интерес, чем ФХО, по скольку теоретически могут существовать в воздухе при атмосферном давлении не более 10 мкс. В опытах такие плазменные сгустки после прекращения подвода энергии распадались за время порядка 1 мкс. Шаровые же молнии, не считаясь с теорией, существуют не только целые секунды, десятки секунд, но и минуты. Гипотеза академика П. Л. Капицы о постоянном внешнем источнике энергии, подпитывающем ШМ,

несмотря на тщательные поиски подтверждения, не оправдалась. Следовательно, вся эта огромная энергия запасается в ШМ в момент ее образования и непротиворечивая модель этого феномена должна объяснить, во-первых, механизм громадной концентрации энергии в малом объеме и, во-вторых, механизм ее длительного удержания от рассеивания.

Концентрация энергии, по гипотезе Шило, возникает в результате инерционной концентрации массы ионов и электронов, разогнанных в канале линейной молнии электромагнитными силами до очень больших скоростей, достигающих, как показали измерения, релятивистских значений 10'— 10е м/с. Лидер молнии можно представить в виде протяженного пучка или трубки заряженных частиц, направляемых силовыми линиями поля. В идеальной среде пучок распространялся бы строго прямолинейно. Но в возмущенной по всем механическим, химическим и электрическим параметрам атмосфере он мечется из стороны в сторону, выискивая себе путь. Вслед за первым лидером или навстречу ему устремляются другие. Каждый из них имеет свою скорость, несет разную энергию и разную массу частиц. В результате на множество столкновений лидеров приходится какая-то часть (порядка 10—4 на разряд линейной молнии), при которой несущийся с огромной скоростью пучок частиц начинает закручи-

С выставки «Время — пространство — человек»: Димитр Янн i (НРБ). «В небе Каллисто». Большое Красное пятно Юпитера, возможно, имеет ту же природу, что и земные шаровые молнии.

ваться вокруг некоторого центра в шарообразный клубок. При этом передние частицы резко тормозятся и стремятся разлететься в стороны, но им не дают сделать это «наматывающиеся на клубок», следующие за ними частицы. Происходит процесс, подобный инерционному удержанию частиц вещества в установках лазерного термоядерного синтеза. Только там сверхдавление создается реактивным действием отлетающих с поверхности мишени частиц, нагретых лазерными лучами. Здесь же оно создается активным действием частиц, стремящихся по инерции сохранить свою скорость, но вынужденных изменять ее направление и переходить на круговую орбиту вокруг центра образовавшегося сферического вихря. Очевидно, чтобы не произошло полного торможения частиц и вся их кинетическая энергия мгновенно не перешла в тепловую, «нити», образовавшие клубок, должны каким-то образом замкнуться в устойчивые кольца. Возможно, что в центре клубка давление и температура до-

Продолжение на стр. 36

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?