full stack javascript developer
0,0
рейтинг
28 января 2014 в 21:01

Впервые в истории учёным удалось заснять шаровую молнию на видео и изучить её спектр

Шаровая молния — крайне редкое природное явление. Очень долго сам факт существования таких молний был под сомнением. Получить её в лабораторных условиях пока никому не удалось, немногочисленные фотографии и видеозаписи, сделанные случайными очевидцами, имеют слишком низкое качество, чтобы представлять научную ценность.

17 января в журнале «Physical Review Letters» была опубликована статья китайских учёных, которым удалось летом 2012 года заснять шаровую молнию во время наблюдений за обычными молниями на Тибетском нагорье. Съёмка осуществлялась обычной цветной видеокамерой с разрешением 640х480 и черно-белой скоростной камерой с разрешением 1280х400 и скоростью съемки в 3000 кадров в секунду, а так же двух бесщелевых спектрометров.

image
Слева внизу — сама молния. Справа — её спектр. В средней и верхней части кадра — спектр обычной линейной молнии, которая породила шаровую.

Шаровая молния образовалась возле поверхности земли в момент удара обычной. Шаровая молния просуществовала примерно 1,6 секунды, её наблюдаемая скорость составила 8,6 м/с, а видимый диаметр — несколько метров. Реальная скорость могла быть выше, так как молния могла двигаться не параллельно плоскости камеры. Съёмка велась с расстояния 900 метров, так что изображение молнии состоит всего из нескольких десятков пикселей, однако благодаря высокоскоростной съёмке и наличию спектрометров, эти кадры дают больше информации, чем все предыдущие наблюдения шаровой молнии, вместе взятые.



На протяжении всего времени жизни шаровой молнии в её спектре хорошо заметны линии железа, кремния и кальция — основных составляющих почвы. Ещё один очень распространённый в земной коре элемент, алюминий, излучает за пределами диапазона, который воспринимают использовавшиеся учёными камеры, так что его линий на спектре нет. Это возможное подтверждение гипотезы новозеландских учёных Джона Абрахамсона и Джеймса Динисса, которые предположили, что шаровая молния — это облако окисляющихся раскалённых наночастиц почвы, образовавшееся в момент удара обычной молнии.

image
Спектр шаровой молнии. В левой части — линии железа, кремния и кальция, в правой — линии атмосферного кислорода и азота

Впрочем, единственный случай наблюдения шаровой молнии с помощью научной аппаратуры — это слишком мало, чтобы делать какие-либо выводы. Вполне возможно, что шаровые молнии бывают разных типов, и имеют разную природу. Так, есть свидетельства о молниях, которые наблюдали пилоты самолётов вдали от поверхности земли.

В первые моменты своего существования молния светилась с фиолетовым оттенком, затем её цвет стал белым и под конец — оранжевым. Интересно, что интенсивность свечения молнии пульсировала с частотой 99,4 Гц. В 20 метрах от места удара молнии проходит линия электропередач напряжением 35 киловольт, и эта пульсация, скорее всего, объясняется взаимодействием электромагнитного поля молнии с полем ЛЭП, ток в которой имеет частоту 50 Гц.

Илья Сименко @ilya42
карма
469,7
рейтинг 0,0
full stack javascript developer
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (34)

  • +33
    > Получить её в лабораторных условиях пока никому не удалось

    Питербургский институт ядерной физики давно изучает шаровые молнии, даже лаборатория по моделированию есть. Вот критическая статья учёных про фильм о шаровой молнии: hepd.pnpi.spb.ru/ioc/ioc/line0978/n5.htm
    • –22
      Всё таки Петербургский :)
      • +44
        Всё-таки «всё-таки» :)
        • –11
          зануды, такие зануды
          • +12
            Не нуди сам — и не зануден (не занужен?) будешь!
            • +11
              Не нуди, да не нудим будешь.
      • +45
        Неужели так сложно сделать два лишних клика, и написать человеку в личку о том, что он допустил несущественную ошибку? Зачем всем знать о том, какой Вы грамотный?
        • 0
          (ошибся уровнем)
        • +23
          Неужели так сложно сделать два лишних клика, и написать человеку в личку о том, что он допустил несущественный офтоп в непрофильном блоге? Зачем всем знать о том, какой Вы правильный?
          • +3
            А самому сложно было сделать это?
            • 0
              Невозможно пройти мимо!
      • 0
        Все-таки ПетербурГский.
    • +9
      Если честно, я даже не уверен, что это ошибка. Приведённая ссылка абсолютно не дотягивает до уровня авторитетного источника. Вот раздел статьи из русской википедии о попытках воспроизведения ШМ в лаборатории. Вот, чуть более полный подобный раздел из википедии английской. И там и там говорится, что пока нет никаких доказательств того, что лабораторные эксперименты с плазмой имеют хоть какое-то отношение к настоящей ШМ. При всём скептицизме по отношению к точности сведений из википедии, я всё же склонен придерживаться достаточно осторожной позиции по поводу возможности воспроизведения ШМ в лаборатории.
      • 0
        Ссылка на википедию против ссылки на сайт института. Не известно кто писал статьи на вики, а в этой статье стоит авторство — «Главный научный сотрудник РАН А.И. Егоров». В его лаборатории и под его участием идут исследования. Я привык доверять учёным. Тем более эта область знаний ещё не так хорошо изучена.
        • +16
          Знаете, конкретно про этого сотрудника я бы всё же сомневался. Вот пример его статьи. Или это. Скажем так. Сразу говорить что это неверно — я бы не стал. Но это вполне повод затребовать статьи из независимого источника, желательно из рецензируемого журнала.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        • +6
          Ну, во-первых, ученые бывают очень разные и я бы всем попало не доверял. Во-вторых, в статьях самого Егорова нет никаких доказательств того, что искусственная ШМ хоть чем-то похожа на природную.
        • –2
          Вот прямо доверяете всем-всем учёным? Сможете отличить учёного от псевдо-учёного?
          • +2
            Вот не надо только паясничать. Само собой есть всякие псевдоучёные, которые за деньги скажут всё что угодно. По РЕНТВ особенно любят таких показывать.

            Тут же дело особое. Если бы была какая-то независимая организация, не признанные учёные — другое дело — пусть бы шли лесом. А тут академик РАН, институт ядерной физики. И мы с вами не учёные, чтоб делать выводы вот так на верю-не верю.
            • +3
              > Само собой есть всякие псевдоучёные, которые за деньги скажут всё что угодно. По РЕНТВ особенно любят таких показывать.
              В защиту не «всяких» учёных скажу, что РенТВ любит так нарезать запись разговора, что хоть как пытайся говорить, на записи будет так, как хотят тамошние «сенсациологи». :(
              • 0
                Именно поэтому некоторые ученые первый раз обжигаются, а потом получается ученый_изнасиловал_журналиста.jpg.
      • +5
        Вы тут спорите…

        ReklatsMasters привел ссылку на статью главного научного сотрудника РАН А.И. Егоров, которая опубликована 1 сентября 2009 года в издании «Научные среды» — тематический выпуск газеты «Гатчинская правда». выпускается общественной редакцией ПИЯФ.
        ПИЯФ — многопрофильный научный центр, ведущий фундаментальные и прикладные исследования в области физики элементарных частиц и высоких энергий, ядерной физики, физики конденсированного состояния, молекулярной и радиационной биофизики.

        ilya42 ссылается на раздел Википедии, где как раз и сказано:
        В литературе[13] описана схема установки, на которой авторы воспроизводимо получали некие плазмоиды со временем жизни до 1 секунды, похожие на «природную» шаровую молнию.


        Спускаемся по ссылке [13]:
        http://ufn.ru/ru/articles/2004/1/g/
        А.И. Егоров, С.И. Степанов, Г.Д. Шабанов
        Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН, Гатчина, Ленинградская обл., Российская Федерация.

        То есть, вы говорите про одну установку.

        Теперь немного про шаровую молнию.
        Как сказано в той же Википедии:
        Существуют около 400 теорий, объясняющих явление, но ни одна из них не получила абсолютного признания в академической среде.

        Согласно одной теории, на фотографиях настоящих шаровых молний четко видна ее структурность и кластерность.
        Тот же Егоров в статье пишет:
        В керне шаровой молнии находятся ионы разного знака. Компьютерное моделирование установило, что большинство из них объединено в нейтральные кластеры с большим дипольным моментом. Кластеры образуют цепочечные и пространственные структуры.

        По крайней мере уже что-то похожее есть.

        Так что спасибо как автору статьи ilya42, так и комментатору ReklatsMasters за ссылку на статью, узнал много нового и интересного.
    • 0
      У них не шаровая молния, а то что они считают шаровой молнией. Которое живёт всего 1 секунду против природных.
      • +2
        Не думаю, что верно сравнивать параметры природной и лабораторной шаровой молнии, если, предположим, что она была успешно получена. Ведь уровень затраченной энергии сильно различен, и как минимум это может ограничивать время жизни лабораторного явления.

        Из всех теорий происхождения шаровых молний материалы А.И. Егорова для меня лично наиболее убедительны. Кстати, подобные эксперименты воспроизводимы своими силами — почему бы не попробовать сделать это и независимо оценить явление… Поиграться самостоятельно с параметрами установки: концентрацией ионов в растворе для разряда, материалом и формой электрода, посмотреть, как будет зависеть время жизни/стабильность от тока и напряжения.
        Сложность и материалозатратность установки меньше, чем у некоторых проектов, представленных на хабре.
        • +1
          Дело даже не в параметрах, а то, что если получили светящийся шарик из газа, который слегка выглядит как шаровая молния — то это ещё не значит, что это именно то же самое что шаровая молния.
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +7
    Хорошо, что появился материал в хорошем рецензируемом журнале. То около темы «создания» шаровых молний крутится довольно много фриков, в том числе из российских институтов.

    P. S. Адский рейтинг у топистартера:
    • +7
      +42 у ilya42 =)
  • +9
    Странное отнесение желтой линии «594 нм» к кремнию. Я б сказал, что это 589 нм и банальный натрий. Он практически гарантированно вылезет. А кремнию нужна очень высокая температура для атомизации — в пламени, например, он существует в основном в виде молекул SiO.
  • +1
    Судя по данному случаю, время существования короткое, а историй про молнию столько, будто она часами летает :)
    • 0
      Ну все логично. Плазма быстро остывает в атмосфере. Либо потоки воздуха дестабилизируют плазму и шар разрушается. Вот в вакууме…
      • +1
        Сферическая шаровая молния в вакууме :)

        Честно говоря, я так и не понял взаимосвязь. Ведь в самом деле, есть много реальных (?) историй о природных шаровых молниях, где они достаточно долго живут (верней, заметно дольше 1-2 секунды), а по вашим словам выходит обратное. Либо я просто запутался, особенно после рассуждений о лабораторно полученных шаровых молниях в комментариях выше.
        • +1
          Обычно такие истории начинаются со слов «Выпил я самогону для храбрости...» :) А если серьезно, то человеческая память штука ненадежная и в памяти события выглядят дольше, особенно учитывая замедление времени под воздействием адреналина. Я и сам один раз видел какой-то светящийся шар, который летел на высоте 6-7го этажа со звуком, похожим на рев самолетной турбины. Длилось это секунды 3-4. Длилось бы дольше, успел бы записать на камеру (а отсутствие таких записей говорит о том, что живут они все таки недолго).

          Взамосвязь чего с чем? По моей теории шаровая молния это плазмоид, т.е. сгусток плазмы, который собственным магнитным полем придает себе форму шара (или любую другую стабильную форму) и не дает плазме растекаться. Учитывая малую вероятность возникновения такого устойчивого равновесия, любой порыв воздуха (а их рядом с горячим телом предостаточно) нарушит его и плазмоид распадется.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.