Kust keravälk on pärit? Keravälk: kuidas käituda? Kuidas kaitsta end keravälgu eest
Inimlik hirm tuleneb enamasti teadmatusest. Vähesed inimesed kardavad tavalist välku – elektrilahenduse sädet – ja kõik teavad, kuidas äikese ajal käituda. Kuid mis on keravälk, kas see on ohtlik ja mida teha, kui selle nähtusega kokku puutute?
Keravälku on selle tüüpide mitmekesisusest hoolimata väga lihtne ära tunda. Tavaliselt on sellel, nagu võite kergesti arvata, palli kuju, mis helendab nagu 60–100-vatine lambipirn. Palju harvem on pirni, seene või tilga sarnaseid välke või sellist eksootilist vormi nagu pannkook, bagel või lääts. Kuid värvide mitmekesisus on lihtsalt hämmastav: läbipaistvast mustani, kuid kollase, oranži ja punase toonid on endiselt esikohal. Värv võib olla ebaühtlane ja mõnikord muudavad tulekerad seda nagu kameeleon.
Plasmapalli konstantsest suurusest pole vaja ka rääkida, see varieerub mõnest sentimeetrist mitme meetrini. Kuid tavaliselt kohtavad inimesed keravälku läbimõõduga 10-20 sentimeetrit.
Kõige hullem välgu kirjeldamisel on nende temperatuur ja mass. Teadlaste sõnul võib temperatuur olla vahemikus 100 kuni 1000 °C. Kuid samal ajal märkasid käeulatuses keravälku kohanud inimesed harva vähemalt nendest eralduvat soojust, kuigi loogiliselt võttes oleks nad pidanud saama põletushaavu. Sama mõistatus on ka massiga: olenemata sellest, mis suurusega välk oli, ei kaalu see rohkem kui 5-7 grammi.
Kui olete kunagi kaugelt näinud MirSovetov kirjeldatuga sarnast objekti, õnnitleme - tõenäoliselt oli see keravälk.
Keravälgu käitumine on ettearvamatu. Nad viitavad nähtustele, mis ilmnevad siis, kui nad tahavad, kus nad tahavad ja teevad, mida tahavad. Niisiis arvati varem, et keravälgud sünnivad ainult äikese ajal ja saadavad alati lineaarset (tavalist) välku. Tasapisi sai aga selgeks, et päikesepaistelise selge ilmaga võivad need ilmuda. Usuti, et välk "tõmmati" kõrgepinge kohtadesse magnetväljaga - elektrijuhtmetega. Kuid oli juhtumeid, kui need ilmusid tegelikult keset lagedat põldu ...
Tulekerad purskavad arusaamatul moel maja elektripistikupesadest ja "lekivad" läbi kõige väiksemate pragude seintes ja klaasis, muutudes "vorstideks" ja võtavad siis jälle oma tavapärase kuju. Samas ei jää sulamisjälgi... Need kas ripuvad vaikselt maapinnast väikesel kaugusel ühes kohas või kihutavad kuhugi kiirusega 8-10 meetrit sekundis. Olles kohanud inimest või looma teel, võib välk neist eemale hoida ja rahumeelselt käituda, nad võivad uudishimulikult läheduses ringi teha või rünnata ja põletada või tappa, misjärel nad kas sulavad, nagu poleks midagi juhtunud, või plahvatavad koos kohutav mürin. Vaatamata sagedastele lugudele keravälgu läbi vigastatutest või hukkunutest on nende arv siiski suhteliselt väike – vaid 9 protsenti. Kõige sagedamini kaob välk, olles piirkonnas ringi teinud, kahjustamata. Kui ta majja ilmus, "lekib" see tavaliselt tänavale tagasi ja sulab seal alles.
Samuti on registreeritud palju seletamatuid juhtumeid, kui tulekerad on "kinnitatud" konkreetse koha või inimese külge ja ilmuvad regulaarselt. Samal ajal jagunevad need inimese suhtes kahte tüüpi - need, kes ründavad teda igal oma esinemisel, ja need, mis ei tee halba ega ründa läheduses viibivaid inimesi. On veel üks mõistatus: inimese tapnud keravälk on kehal täiesti ilma jälgi ning surnukeha ei jääks ega lagune pikka aega ...
Mõned teadlased ütlevad, et välk lihtsalt "peatab aja" kehas.
Keravälk on ainulaadne ja omapärane nähtus. Inimkonna ajaloo jooksul on kogunenud üle 10 tuhande tõendi kohtumiste kohta "intelligentsete pallidega". Kuid siiani ei saa teadlased nende objektide uurimisel suurte saavutustega kiidelda.
Keravälgu päritolu ja "elu" kohta on palju erinevaid teooriaid. Aeg-ajalt selgub, et laboritingimustes luuakse keravälgu välimuselt ja omadustelt sarnaseid objekte – plasmoide. Sellele vaatamata ei suutnud keegi anda sellele nähtusele ühtset pilti ja loogilist seletust.
Tuntuim ja enne ülejäänuid arenenum on akadeemik P. L. Kapitsa teooria, mis seletab keravälgu tekkimist ja mõningaid selle tunnuseid lühilaineliste elektromagnetvõnkumiste esinemisega äikesepilvede ja maapinna vahelises ruumis. Kapitsa ei suutnud aga selgitada nende väga lühilaineliste võnkumiste olemust. Lisaks, nagu eespool märgitud, ei pruugi keravälk tavalise välguga kaasas olla ja see võib ilmneda selge ilmaga. Enamik teisi teooriaid põhinevad aga akadeemik Kapitsa leidudel.
Kapitza teooriast erineva hüpoteesi lõi B. M. Smirnov, kes väidab, et keravälgu tuumaks on tugeva raami ja väikese kaaluga rakustruktuur ning raam on valmistatud plasmafilamentidest.
D. Turner selgitab keravälgu olemust küllastunud veeaurus piisavalt tugeva elektrivälja juuresolekul tekkivate termokeemiliste mõjudega.
Kõige huvitavamaks peetakse aga Uus-Meremaa keemikute D. Abrahamsoni ja D. Dinnise teooriat. Nad leidsid, et kui välk tabab silikaate ja orgaanilist süsinikku sisaldavat pinnast, moodustub räni- ja ränikarbiidikiudude pall. Need kiud oksüdeeruvad järk-järgult ja hakkavad hõõguma. Nii sünnib 1200–1400 °C-ni kuumutatud "tulepall", mis aeglaselt sulab. Aga kui välgu temperatuur langeb skaalalt alla, siis see plahvatab. Kuid isegi see sidus teooria ei kinnita kõiki välgujuhtumeid.
Ametliku teaduse jaoks on keravälk endiselt mõistatus. Võib-olla just seetõttu ilmub tema ümber nii palju peaaegu teaduslikke teooriaid ja veelgi rohkem väljamõeldisi.
Me ei hakka siin rääkima lugusid tulisilmadest deemonitest, kes jätavad väävlilõhna, põrgukoertest ja "tulelindudest", nagu mõnikord on esindatud tulekerad. Nende kummaline käitumine paneb aga paljud selle nähtuse uurijad oletama, et välk "mõtleb". Tulekerasid peetakse vähemalt meie maailma uurimise instrumentideks. Maksimaalselt - energiaüksused, mis koguvad ka mingit teavet meie planeedi ja selle elanike kohta.
Nende teooriate kaudseks kinnituseks on tõsiasi, et igasugune teabe kogumine on töö energiaga.
Ja välgu ebatavaline omadus ühes kohas kaduda ja teise kohta koheselt ilmuda. On vihjeid, et seesama keravälk "sukeldub" ruumi teatud ossa – teise dimensiooni, mis elab vastavalt muudele füüsikaseadustele – ja, olles teabe maha lasknud, ilmub meie maailma uuesti uues punktis. Jah, ja välgutegevused meie planeedi elusolenditel on samuti tähendusrikkad - mõnda nad ei puuduta, nad “puudutavad” teisi ja mõned rebivad lihtsalt lihatükke välja, justkui geneetiliseks analüüsiks!
Kergesti on seletatav ka keravälgu sagedane ilmumine äikese ajal. Energiapursete - elektrilahenduste - ajal avanevad paralleelmõõtme portaalid ja nende meie maailma kohta teabe kogujad satuvad meie maailma ...
Peamine reegel keravälgu ilmnemisel - olgu korteris või tänaval - ärge sattuge paanikasse ja ärge tehke äkilisi liigutusi. Ära jookse kuhugi! Välk on väga vastuvõtlik õhuturbulentsile, mida me jooksmisel ja muudel liikumistel tekitame ning mis seda kaasa tõmbavad. Keravälgust saab eemalduda ainult autoga, kuid mitte mingil juhul omal jõul.
Püüdke vaikselt välgu eest eemalduda ja sellest eemale hoida, kuid ärge pöörake sellele selga. Kui olete korteris - minge akna juurde ja avage aken. Suure tõenäosusega lendab välk välja.
Nagu sageli juhtub, sai keravälgu süstemaatiline uurimine alguse nende olemasolu eitamisest: 19. sajandi alguses tunnistati kõik selleks ajaks teadaolevad üksikud vaatlused kas müstikaks või parimal juhul optiliseks illusiooniks.
Kuid juba 1838. aastal avaldati Prantsuse geograafiliste pikkuskraadide büroo aastaraamatus kuulsa astronoomi ja füüsiku Dominique Francois Arago koostatud küsitlus.
Seejärel algatas ta Fizeau ja Foucault katsed valguse kiiruse mõõtmiseks, samuti töö, mis viis Le Verrieri Neptuuni avastamiseni.
Toona teadaolevate keravälgu kirjelduste põhjal jõudis Arago järeldusele, et paljusid neist tähelepanekutest ei saa pidada illusiooniks.
137 aasta jooksul, mis on möödunud Arago ülevaate avaldamisest, on ilmunud uusi pealtnägijaid ja fotosid. Loodi kümneid ekstravagantseid ja vaimukaid teooriaid, mis selgitasid mõningaid keravälgu teadaolevaid omadusi ja neid, mis elementaarsele kriitikale vastu ei pidanud.
Faraday, Kelvin, Arrhenius, nõukogude füüsikud Ya. I. Frenkel ja P. L. Kapitsa, paljud tuntud keemikud ning lõpuks NASA Ameerika riikliku astronautika ja aeronautika komisjoni spetsialistid püüdsid seda huvitavat ja hirmuäratavat nähtust uurida ja selgitada. Ja keravälk on endiselt suures osas mõistatus.
Tõenäoliselt on raske leida nähtust, mille teave oleks üksteisele nii vastuoluline. Sellel on kaks peamist põhjust: see nähtus on väga haruldane ja paljud vaatlused viiakse läbi äärmiselt oskusteta.
Piisab, kui öelda, et suuri meteoore ja isegi linde peeti ekslikult keravälkuks, mille tiibadele kleepus pimedas hõõguv mädatolm. Sellest hoolimata on kirjanduses kirjeldatud umbes tuhat usaldusväärset keravälgu vaatlust.
Millised faktid peavad siduma teadlased ühe teooriaga, et selgitada keravälgu olemust? Millised on vaatluse piirangud meie kujutlusvõimele?
Esimene asi, mida tuleb selgitada, on järgmine: miks keravälk tekib sageli, kui see esineb sageli, või miks see juhtub harva, kui see juhtub harva?
Ärgu see veider lause lugejat üllatagu – keravälgu esinemissagedus on endiselt vastuoluline teema.
Ja vaja on ka selgitada, miks keravälk (seda pole asjata nii kutsutud) on tõesti sellise kujuga, mis on tavaliselt kera lähedal.
Ja tõestamaks, et see on üldiselt seotud välguga - pean ütlema, et mitte kõik teooriad ei seosta selle nähtuse ilmnemist äikesetormidega - ja mitte ilma põhjuseta: mõnikord juhtub see pilvitu ilmaga, nagu ka teised äikesenähtused, näiteks tuled Saint Elmo.
Siinkohal on paslik meenutada kirjeldust keravälguga kohtumisest, mille andis tähelepanuväärne loodusvaatleja ja teadlane Vladimir Klavdievitš Arsenjev, Kaug-Ida taiga tuntud uurija. See kohtumine leidis aset Sikhote-Alini mägedes selgel kuuvalgel ööl. Kuigi paljud Arsenjevi vaadeldud välgu parameetrid on tüüpilised, on sellised juhtumid harvad: keravälk tekib tavaliselt äikesetormi ajal.
1966. aastal levitas NASA 2000 inimesele küsimustiku, mille esimeses osas esitati kaks küsimust: "Kas olete keravälku näinud?" ja "Kas olete näinud vahetus läheduses lineaarset välgulööki?"
Vastused võimaldasid võrrelda keravälgu vaatlussagedust tavalise välgu vaatlussagedusega. Tulemus oli vapustav: 409 inimest 2000-st nägid lähedalt sirgjoonelist välgulööki ja kaks korda vähem kui keravälku. Leidus isegi üks õnnelik, kes keravälku kohtas 8 korda – järjekordne kaudne tõend, et tegu pole sugugi nii haruldase nähtusega, nagu tavaliselt arvatakse.
Küsimustiku teise osa analüüs kinnitas paljusid varem teadaolevaid fakte: keravälgu läbimõõt on keskmiselt umbes 20 cm; ei helenda väga eredalt; värvus on enamasti punane, oranž, valge.
Huvitav on see, et isegi keravälku lähedalt näinud vaatlejad ei tundnud sageli selle soojuskiirgust, kuigi see põleb otsesel puudutamisel.
Sellist välku on mõnest sekundist minutini; võib väikeste aukude kaudu ruumidesse tungida, taastades seejärel oma kuju. Paljud vaatlejad teatavad, et see paiskab välja mingisuguseid sädemeid ja pöörleb.
Tavaliselt hõljub see maapinnast veidi eemal, kuigi seda on nähtud ka pilvedes. Mõnikord kaob keravälk vaikselt, kuid mõnikord plahvatab, põhjustades märgatavat hävingut.
Teadlase segadusse ajamiseks piisab juba loetletud omadustest.
Mis ainest peab koosnema näiteks keravälk, kui see ei lenda kiiresti üles, nagu vendade Montgolfieride õhupall, täidetud suitsuga, kuigi see on kuumutatud vähemalt paarisaja kraadini?
Ka temperatuuriga pole kõik selge: valguse värvuse järgi otsustades ei ole välgu temperatuur alla 8000 °K.
Üks vaatlejatest, erialalt keemik, kes tunneb plasmat, hindas selle temperatuuriks 13 000–16 000°K! Kuid filmile jäänud välgujälje fotomeetrimine näitas, et kiirgus ei välju mitte ainult selle pinnalt, vaid ka kogu mahust.
Paljud vaatlejad teatavad ka, et välk on poolläbipaistev ja objektide kontuurid paistavad läbi selle. Ja see tähendab, et selle temperatuur on palju madalam - mitte rohkem kui 5000 kraadi, kuna suurema kuumutamise korral on mitme sentimeetri paksune gaasikiht täiesti läbipaistmatu ja kiirgab nagu täiesti must keha.
Sellest, et keravälk on pigem "külm", annab tunnistust ka selle tekitatav suhteliselt nõrk soojusefekt.
Keravälk kannab endas palju energiat. Tõsi, kirjandusest leiab sageli sihilikult ülehinnatud hinnanguid, kuid isegi tagasihoidlik realistlik arv – 105 džauli – on 20 cm läbimõõduga piksenoole puhul väga muljetavaldav. Kui sellist energiat kulutaks ainult valguskiirgusele, võiks see hõõguda mitu tundi.
Keravälgu plahvatuse ajal võib areneda miljoni kilovati võimsus, kuna see plahvatus toimub väga kiiresti. Plahvatusi saab aga inimene korraldada veelgi võimsamaid, kuid kui võrrelda “rahulike” energiaallikatega, siis pole võrdlus tema kasuks.
Eelkõige on välgu energia intensiivsus (energia massiühiku kohta) palju suurem kui olemasolevatel keemiapatareidel. Muide, just soov õppida väikeses mahus suhteliselt suurt energiat koguma, meelitas paljusid teadlasi keravälgu uurimisele. Kuivõrd need lootused õigustatud saavad, on veel vara öelda.
Selliste vastuoluliste ja mitmekesiste omaduste seletamise keerukus on viinud selleni, et senised vaated selle nähtuse olemusele on ammendanud ilmselt kõik mõeldavad võimalused.
Mõned teadlased usuvad, et välk saab pidevalt energiat väljastpoolt. Näiteks pakkus P. L. Kapitsa, et see tekib siis, kui neeldub võimas detsimeetriliste raadiolainete kiir, mis võib äikese ajal kiirata.
Tegelikkuses on ioniseeritud kimbu, mis selle hüpoteesi puhul on keravälk, moodustamiseks vajalik väga suure väljatugevusega elektromagnetilise kiirguse seisvalaine olemasolu antisõlmedes.
Vajalikke tingimusi saab realiseerida väga harva, seega on P. L. Kapitza sõnul keravälku vaatlemise tõenäosus antud kohas (st kus asub spetsialiseerunud vaatleja) praktiliselt nulliga.
Mõnikord eeldatakse, et keravälk on pilvi maaga ühendava kanali helendav osa, mida läbib suur vool. Piltlikult öeldes on talle määratud ainsa nähtava ala roll millegipärast nähtamatu lineaarne välk. Esimest korda väljendasid seda hüpoteesi ameeriklased M. Yuman ja O. Finkelstein ning hiljem ilmusid nende poolt välja töötatud teooriasse mitmed modifikatsioonid.
Kõigi nende teooriate ühine raskus seisneb selles, et nad eeldavad ülisuure tihedusega energiavoogude olemasolu pikka aega ja just seetõttu määravad nad keravälgu ülimalt ebatõenäolise nähtuse "asendisse".
Lisaks on Yumani ja Finkelsteini teoorias keeruline seletada välgu kuju ja selle vaadeldavaid mõõtmeid - piksekanali läbimõõt on tavaliselt umbes 3-5 cm ning keravälke leidub ka meetrise läbimõõduga.
On üsna palju hüpoteese, mis viitavad sellele, et keravälk ise on energiaallikas. Selle energia ammutamiseks on välja töötatud kõige eksootilisemad mehhanismid.
Sellise eksootilisuse näitena võib tuua D. Ashby ja C. Whiteheadi idee, mille kohaselt keravälk tekib antiaine tolmuosakeste hävitamisel, mis sisenevad kosmosest atmosfääri tihedatesse kihtidesse ja on seejärel. kantakse lineaarse välklambiga maapinnale.
Võib-olla võiks seda ideed teoreetiliselt toetada, kuid kahjuks pole seni leitud ühtegi sobivat antiaineosakest.
Kõige sagedamini kasutatakse hüpoteetilise energiaallikana mitmesuguseid keemilisi ja isegi tuumareaktsioone. Kuid samas on välgu kerakuju raske seletada – kui reaktsioonid toimuvad gaasilises keskkonnas, siis difusioon ja tuul toovad kaasa "äikeseaine" (Arago termin) eemaldamise kahekümnesentimeetriselt. palli mõne sekundiga ja deformeerida seda veelgi varem.
Lõpuks pole teada ühtegi reaktsiooni, mis toimuks õhus koos keravälgu selgitamiseks vajaliku energia vabanemisega.
Korduvalt on väljendatud järgmist seisukohta: keravälk akumuleerib lineaarse välgulöögi käigus vabanevat energiat. Sellel oletusel põhinevad ka paljud teooriad, üksikasjaliku ülevaate neist leiab S. Singeri populaarsest raamatust "Kuulivälgu olemus".
Need teooriad, nagu ka paljud teised, sisaldavad raskusi ja vastuolusid, millele pööratakse nii tõsises kui populaarses kirjanduses palju tähelepanu.
Keravälgu kobarhüpotees
Räägime nüüd suhteliselt uuest keravälgu nn kobarhüpoteesist, mille on viimastel aastatel välja töötanud üks käesoleva artikli autoritest.
Alustame küsimusega, miks on välk kuuli kujuline? Üldiselt ei ole sellele küsimusele raske vastata – peab olema jõud, mis suudab "äikeseaine" osakesi koos hoida.
Miks on veetilk sfääriline? Selle kuju annab pindpinevus.
Vedeliku pindpinevus tuleneb sellest, et selle osakesed – aatomid või molekulid – interakteeruvad üksteisega tugevalt, palju tugevamalt kui ümbritseva gaasi molekulidega.
Seega, kui osake on liidese lähedal, hakkab sellele mõjuma jõud, mis kipub molekuli vedeliku sügavusele tagasi viima.
Vedeliku osakeste keskmine kineetiline energia on ligikaudu võrdne nende vastasmõju keskmise energiaga ja seetõttu ei haju vedeliku molekulid laiali. Gaasides ületab osakeste kineetiline energia interaktsiooni potentsiaalse energia nii palju, et osakesed osutuvad praktiliselt vabaks ja pindpinevusest pole vaja rääkidagi.
Kuid keravälk on gaasitaoline keha ja "äikeseainel" on sellegipoolest pindpinevus - sellest ka kuuli kuju, mis tal enamasti on. Ainus aine, millel võivad sellised omadused olla, on plasma, ioniseeritud gaas.
Plasma koosneb positiivsetest ja negatiivsetest ioonidest ja vabadest elektronidest, see tähendab elektriliselt laetud osakestest. Nendevahelise vastastikmõju energia on palju suurem kui vastavalt neutraalse gaasi aatomite vahel ja pindpinevus on suurem.
Suhteliselt madalatel temperatuuridel – näiteks 1000 Kelvini kraadi juures – ja normaalsel atmosfäärirõhul võib plasma keravälk eksisteerida aga vaid sekundituhandikuid, kuna ioonid rekombineeruvad kiiresti, st muutuvad neutraalseteks aatomiteks ja molekulideks.
See on vastuolus tähelepanekutega – keravälk elab kauem. Kõrgel temperatuuril - 10-15 tuhat kraadi - muutub osakeste kineetiline energia liiga suureks ja keravälk peaks lihtsalt laiali lagunema. Seetõttu peavad teadlased kasutama võimsaid vahendeid keravälgu "eluea pikendamiseks", hoidmaks seda vähemalt mõnikümmend sekundit.
Eelkõige tutvustas P. L. Kapitsa oma mudelisse võimsa elektromagnetlaine, mis suudab pidevalt genereerida uut madala temperatuuriga plasmat. Teised teadlased, kes eeldavad, et välguplasma on kuumem, pidid välja mõtlema, kuidas palli sellest plasmast eemal hoida, st lahendada probleem, mida pole veel lahendatud, kuigi see on väga oluline paljude füüsika ja füüsika valdkondade jaoks. tehnoloogia.
Aga mis siis, kui läheme teist teed – juurutame mudelisse mehhanismi, mis aeglustab ioonide rekombinatsiooni? Proovime selleks kasutada vett. Vesi on polaarne lahusti. Selle molekuli võib jämedalt pidada vardaks, mille üks ots on positiivselt ja teine negatiivselt laetud.
Vesi kinnitub negatiivse otsaga positiivsetele ioonidele ja negatiivsetele ioonidele - positiivsetele, moodustades kaitsekihi - solvaadi kesta. See võib rekombinatsiooni drastiliselt aeglustada. Iooni koos solvaadi kestaga nimetatakse kobaraks.
Niisiis jõuame lõpuks klastri teooria põhiideedeni: kui lineaarne välk väljub, toimub õhu moodustavate molekulide, sealhulgas veemolekulide, peaaegu täielik ionisatsioon.
Moodustunud ioonid hakkavad kiiresti rekombineeruma, see etapp võtab sekundituhandikeid. Mingil hetkel on neutraalseid veemolekule rohkem kui ülejäänud ioone ja algab kobarate moodustumise protsess.
Samuti kestab see ilmselt sekundi murdosa ja lõpeb "äikeseaine" moodustumisega – oma omadustelt sarnane plasmaga ning koosneb ioniseeritud õhu- ja veemolekulidest, mida ümbritsevad solvaadikestad.
Kuid see on endiselt vaid idee ja tuleb näha, kas see seletab keravälgu arvukaid teadaolevaid omadusi. Tuletage meelde tuntud ütlust, et vähemalt jänesehautis vajab jänest, ja esitage endale küsimus: kas õhus võivad tekkida kobarad? Vastus on lohutav: jah, saavad.
Selle tõend langes (toodi) sõna otseses mõttes taevast. 60ndate lõpus viidi geofüüsikaliste rakettide abil läbi detailne uuring ionosfääri madalaimast kihist - D-kihist, mis asub umbes 70 km kõrgusel. Selgus, et vaatamata sellele, et sellisel kõrgusel on vett väga vähe, on D-kihis kõik ioonid ümbritsetud mitmest veemolekulist koosnevate solvaatide kestadega.
Parveteooria eeldab, et keravälgu temperatuur on alla 1000°K, seega tugevat soojuskiirgust sealt ei tule. Sellel temperatuuril olevad elektronid "kleepuvad" kergesti aatomite külge, moodustades negatiivseid ioone ja kõik "välkaine" omadused määratakse klastrite abil.
Samal ajal osutub välguaine tihedus ligikaudu võrdseks õhu tihedusega tavalistes atmosfääritingimustes, see tähendab, et välk võib olla õhust mõnevõrra raskem ja laskuda alla, see võib olla õhust mõnevõrra kergem ja tõusta. , ja lõpuks võib see olla hõljuvas olekus, kui "välkaine" ja õhu tihedus on võrdne.
Kõiki neid juhtumeid on looduses täheldatud. Muide, see, et välk läheb maha, ei tähenda, et see maapinnale kukuks - selle all õhku soojendades võib see tekitada õhkpadja, mis hoiab seda kaalus. Ilmselgelt on seetõttu hõljumine kõige levinum keravälguliikumine.
Klastrid suhtlevad üksteisega palju tugevamini kui neutraalse gaasi aatomid. Hinnangud on näidanud, et tekkiv pindpinevus on välgule kerakuju andmiseks täiesti piisav.
Tihedustolerants väheneb välguraadiuse suurenedes kiiresti. Kuna õhu ja välguaine tiheduse täpse vastavuse tõenäosus on väike, on suured välgunooled - üle meetri läbimõõduga - äärmiselt haruldased, samas kui väikesed peaksid ilmuma sagedamini.
Kuid ka väiksemat välku kui kolm sentimeetrit praktiliselt ei täheldata. Miks? Sellele küsimusele vastamiseks on vaja läbi mõelda keravälgu energiabilanss, välja selgitada, kuhu selles energia salvestub, kui palju sellest ja millele kulub. Keravälgu energia sisaldub loomulikult kobarates. Negatiivsete ja positiivsete klastrite rekombinatsioon vabastab energiat 2 kuni 10 elektronvolti.
Plasma kaotab tavaliselt elektromagnetkiirguse näol üsna palju energiat – selle ilmumine on tingitud sellest, et valguse elektronid, liikudes ioonide väljas, omandavad väga suuri kiirendusi.
Välgu aine koosneb rasketest osakestest, neid pole nii lihtne kiirendada, seetõttu kiirgub elektromagnetväli nõrgalt ja suurema osa energiast eemaldab välgust selle pinnalt tuleva soojusvoo.
Soojusvoog on võrdeline keravälgu pindalaga ja energia salvestamine võrdeline mahuga. Seetõttu kaotavad väikesed välgud kiiresti oma suhteliselt väikesed energiavarud ja kuigi nad ilmuvad palju sagedamini kui suured, on neid raskem märgata: nad elavad liiga lühikest aega.
Seega jahtub 1 cm läbimõõduga välk 0,25 sekundiga ja 20 cm läbimõõduga välk 100 sekundiga. See viimane arv langeb ligikaudu kokku keravälgu maksimaalse vaadeldud elueaga, kuid ületab oluliselt selle keskmist mitme sekundi pikkust eluiga.
Suure välgu kõige tõelisem "suremise" mehhanism on seotud selle piiri stabiilsuse kaotamisega. Parvepaari rekombinatsiooni käigus moodustub kümmekond valgusosakest, mis samal temperatuuril viib "äikeseaine" tiheduse vähenemiseni ja välgu olemasolu tingimuste rikkumiseni ammu enne selle energia saamist. kurnatud.
Pinna ebastabiilsus hakkab arenema, välk viskab selle aine tükke välja ja hüppab justkui küljelt küljele. Väljavisatud tükid jahtuvad peaaegu koheselt nagu väikesed välgunooled ja killustunud suur välk lõpetab oma olemasolu.
Kuid võimalik on ka teine selle lagunemise mehhanism. Kui soojuse eemaldamine mingil põhjusel halveneb, hakkab välk kuumenema. Sel juhul suureneb nende klastrite arv, mille kestas on vähe veemolekule, need rekombineeruvad kiiremini ja temperatuur tõuseb veelgi. Lõpptulemus on plahvatus.
Miks keravälk helendab
Millised faktid peavad siduma teadlased ühe teooriaga, et selgitada keravälgu olemust?
Klastrite rekombinatsiooni käigus jaotub vabanev soojus kiiresti külmemate molekulide vahel.
Kuid mingil hetkel võib rekombineeritud osakeste läheduses oleva "mahu" temperatuur ületada välguaine keskmist temperatuuri rohkem kui 10 korda.
See "maht" hõõgub nagu 10 000-15 000 kraadini kuumutatud gaas. Selliseid "kuume kohti" on suhteliselt vähe, mistõttu keravälgu aine jääb poolläbipaistvaks.
On selge, et klastri teooria seisukohalt võib keravälk tekkida sageli. 20 cm läbimõõduga välgu tekkeks kulub vaid paar grammi vett ja äikese ajal on seda tavaliselt ohtralt. Kõige sagedamini hajub vesi õhus, kuid äärmuslikel juhtudel võib keravälk selle enda jaoks maa pinnalt "leida".
Muide, kuna elektronid on väga liikuvad, võivad välgu tekkimise ajal mõned neist "kaotsi minna", keravälk tervikuna laetakse (positiivselt) ja selle liikumise määrab elektrivälja jaotus. .
Jääkelektrilaeng selgitab keravälgu selliseid huvitavaid omadusi nagu selle võime liikuda vastutuult, olla tõmmatud objektide poole ja rippuda kõrgete kohtade kohal.
Keravälgu värvi ei määra mitte ainult solvatatsioonikestade energia ja kuumade "mahtude" temperatuur, vaid ka selle aine keemiline koostis. On teada, et kui keravälk tekib siis, kui lineaarne välk tabab vasktraate, siis on see sageli sinist või rohelist värvi – vaseoonide tavalised "värvid".
On täiesti võimalik, et ergastatud metalliaatomid võivad moodustada ka klastreid. Selliste "metallist" klastrite ilmumine võiks seletada mõningaid katseid elektrilahendustega, mille tulemusena tekkisid keravälgu sarnaselt helendavad kuulid.
Öeldust võib jääda mulje, et keravälgu probleem on tänu kobarateooriale lõpuks saanud lõpliku lahenduse. Kuid see pole nii.
Hoolimata asjaolust, et parveteooria taga on arvutused, stabiilsuse hüdrodünaamilised arvutused, selle abil oli ilmselt võimalik mõista paljusid keravälgu omadusi, oleks vale väita, et keravälgu mõistatust enam ei eksisteeri. .
Ühe löögi kinnituseks üks detail. V. K. Arsenjev mainib oma loos keravälgust sirutavat peenikest saba. Kuigi me ei saa selgitada ei selle esinemise põhjust ega isegi seda, mis see on ...
Nagu juba mainitud, on kirjanduses kirjeldatud umbes tuhat usaldusväärset keravälgu vaatlust. Seda pole muidugi väga palju. On ilmne, et iga uus tähelepanek, kui seda hoolikalt analüüsida, võimaldab saada huvitavat teavet keravälgu omaduste kohta ja aitab testida konkreetse teooria paikapidavust.
Seetõttu on väga oluline, et võimalikult palju vaatlusi läheks teadlaste omandisse ning vaatlejad ise aktiivselt keravälgu uurimisel osaleksid. Just sellele on keravälgu eksperiment suunatud, millest tuleb juttu hiljem.
Mis on peidus müstilise energiakimbu müstilise välimuse taga, mida keskaegsed eurooplased nii kartsid?
Arvatakse, et need on maaväliste tsivilisatsioonide või üldiselt mõistusega varustatud olendid. Aga kas see on tõesti nii?
Tegeleme selle ebatavaliselt huvitava nähtusega.
Mis on keravälk
Keravälk on haruldane loodusnähtus, mis näeb välja nagu helendab ja hõljub moodustis. See on hõõguv pall, mis ilmub eikusagilt ja kaob õhku. Selle läbimõõt varieerub 5-25 cm Lühidalt.
Tavaliselt võib keravälku näha vahetult enne, pärast äikesetormi või selle ajal. Nähtuse enda kestus ulatub mõnest sekundist paari minutini.
Keravälgu eluiga kipub pikenema selle suuruse kasvades ja vähenema koos eredusega. Arvatakse, et tulekerad, millel on selge oranž või sinine värv, kestavad kauem kui tavalised.
Keravälk liigub tavaliselt maapinnaga paralleelselt, kuid võib liikuda ka vertikaalsete puhangutena.
Tavaliselt laskub see pilvedest, kuid võib ootamatult realiseeruda ka õues või siseruumides; see võib siseneda ruumi suletud või avatud akna, õhukeste mittemetallist seinte või korstna kaudu.
Keravälgu müsteerium
Prantsuse füüsik, astronoom ja loodusteadlane Francois Arago, võib-olla esimene tsivilisatsioonis, kogus ja süstematiseeris 19. sajandi esimesel poolel kõik tol ajal teadaolevad tõendid keravälgu ilmnemise kohta. Tema raamatus kirjeldati üle 30 keravälgu vaatlemise juhtumi.
Mõnede teadlaste väide, et keravälk on plasmakuul, lükati tagasi, kuna "kuum plasmakera peaks tõusma üles nagu õhupall" ja just seda keravälk ei tee.
Mõned füüsikud on väitnud, et keravälk tekib elektrilahenduste tõttu. Näiteks uskus üks vene füüsik, et keravälk on ilma elektroodideta tekkiv lahendus, mille põhjustavad pilvede ja maa vahel eksisteerivad tundmatu päritoluga mikrolained.
Teise teooria kohaselt tekitavad välitulekerad atmosfäärimaser (mikrolaine kvantgeneraator).
Kaks teadlast – John Abramson ja James Dinnis – usuvad, et tulekerad koosnevad põlevast räni räbalatest pallidest, mille tekitavad tavalised maasse löövad välgud.
Nende teooria kohaselt laguneb välk maapinda tabades pisikesteks räniosakesteks ja selle koostisosadeks, hapnikuks ja süsinikuks.
Need laetud osakesed ühinevad ahelateks, mis jätkavad juba kiuliste võrgustike moodustamist. Nad kogunevad helendavaks "räbalaks" kuuliks, mille õhuvoolud üles võtavad.
Seal hõljub see nagu keravälk või põlev ränikera, kiirgades välgust neelatud energiat soojuse ja valguse kujul, kuni see läbi põleb.
Teadusringkondades on keravälgu päritolu kohta palju hüpoteese, millest pole mõtet rääkida, kuna need kõik on vaid oletused.
Nikola Tesla keravälk
Esimesi katseid selle salapärase nähtuse uurimiseks võib lugeda teosteks 19. sajandi lõpus. Oma lühikeses märkuses teatab ta, et teatud tingimustel gaaslahendust süüdates täheldas ta pärast pinge väljalülitamist sfäärilist valguslahendust läbimõõduga 2–6 cm.
Tesla (vt) aga oma kogemuse üksikasju ei teatanud, mistõttu oli seda installatsiooni raske reprodutseerida.
Pealtnägijad väitsid, et Tesla suutis tulekerasid teha mitu minutit, samal ajal kui ta võttis need enda kätte, pani kasti, kattis kaanega ja võttis uuesti välja.
Ajaloolised tõendid
Paljud 19. sajandi füüsikud, sealhulgas Kelvin ja Faraday, kaldusid oma eluajal arvama, et keravälk on kas optiline illusioon või hoopis teistsuguse, mitteelektrilise iseloomuga nähtus.
Siiski suurenes juhtumite arv, nähtuse kirjelduse detailsus ja tõendite usaldusväärsus, mis pälvis paljude teadlaste, sealhulgas tuntud füüsikute tähelepanu.
Siin on mõned usaldusväärsed ajaloolised tõendid keravälgu vaatlemise kohta.
Georg Richmanni surm
1753. aastal suri keravälgulöögis Teaduste Akadeemia täisliige Georg Richman. Ta leiutas seadme atmosfäärielektri uurimiseks, nii et kui kuulis järgmisel koosolekul, et see on tulemas, läks ta graveerijaga kiiresti koju, et nähtust jäädvustada.
Katse käigus lendas seadmest välja sinakasoranž kuul, mis tabas teadlast otse otsmikku. Kõlas kõrvulukustav mürin, mis sarnanes relva lasuga. Richman kukkus surnuks.
Warren Hastingsi juhtum
Üks Briti väljaanne teatas, et 1809. aastal ründas Warren Hastingsit tormi ajal kolm tulekera. Meeskond nägi, kuidas üks neist alla kukkus ja tekil mehe tappis.
See, kes otsustas keha võtta, sai teise palliga löögi; ta kukkus pikali ja sai kehal kergeid põletushaavu. Kolmas pall tappis teise inimese.
Meeskond märkis, et pärast intsidenti oli teki kohal vastikut väävlilõhna.
Kaasaegsed tõendid
- Teise maailmasõja ajal teatasid piloodid kummalistest nähtustest, mida võis tõlgendada keravälkuna. Nad nägid väikseid palle liikumas mööda ebatavalist trajektoori.
- 6. augustil 1944 läbis Rootsi linnas Uppsala keravälk läbi suletud akna, jättes endast maha umbes 5 cm läbimõõduga ümmarguse augu. Seda nähtust ei täheldanud mitte ainult kohalikud elanikud. Fakt on see, et Uppsala ülikooli äikeselahenduse jälgimise süsteem, mis asub elektri ja pikse uurimise osakonnas, on töötanud.
- 2008. aastal lendas Kaasanis keravälk läbi trollibussi akna. Konduktor viskas ta validaatori abiga salongi lõppu, kus reisijaid polnud. Mõne sekundi pärast toimus plahvatus. Salongis oli 20 inimest, kuid keegi viga ei saanud. Trollibuss oli rivist väljas, validaator läks kuumaks ja läks valgeks, aga jäi töökorda.
Alates iidsetest aegadest on keravälku vaadelnud tuhanded inimesed maailma eri paigus. Enamik kaasaegseid füüsikuid ei kahtle selles, et keravälk on tõesti olemas.
Siiski pole siiani ühest akadeemilist arvamust selle kohta, mis on keravälk ja mis seda loodusnähtust põhjustab.
Kas postitus meeldis? Vajutage mis tahes nuppu.
Elame huvitaval ajal - 21. sajandi õuel alluvad kõrgtehnoloogiad inimesele ja neid kasutatakse kõikjal nii teadustöös kui ka igapäevaelus. Uuritakse ja toodetakse Punasele Planeedile elama soovijate värbamist. Samal ajal on tänapäeval erinevaid mehhanisme, mille kohta pole veel uuritud. Selliste nähtuste hulka kuulub keravälk, mis pakub teadlastele üle maailma tõelist huvi.
Esimene dokumenteeritud juhtum keravälgu ilmnemisest leidis aset 1638. aastal Inglismaal ühes Devoni kirikus. Hiiglasliku tulekera julmuste tagajärjel hukkus 4 inimest, vigastada sai umbes 60. Edaspidi ilmus sellistest nähtustest perioodiliselt uusi teateid, kuid neid oli vähe, kuna pealtnägijad pidasid keravälku illusiooniks või optiliseks illusiooniks.
Esimese üldistuse ainulaadse loodusnähtuse juhtumite kohta tegi prantslane F. Arago 19. sajandi keskel, tema statistikasse kogunes umbes 30 tunnistust. Selliste kohtumiste kasvav arv võimaldas pealtnägijate kirjelduste põhjal saada mõningaid taevasele külalisele omaseid omadusi.
Keravälk on elektrilist laadi nähtus, mis liigub õhus ettearvamatus suunas, hõõgub, kuid ei kiirga soojust. Siin lõpevad üldised omadused ja algavad iga juhtumit iseloomustavad üksikasjad.
Selle põhjuseks on asjaolu, et keravälgu olemust ei ole täielikult mõistetud, kuna siiani pole olnud võimalik seda nähtust laboris uurida ega mudelit uurimiseks uuesti luua. Mõnel juhul oli tulekera läbimõõt mitu sentimeetrit, mõnikord ulatudes poole meetrini.
Fotod keravälgust lummavad oma iluga, kuid mulje kahjutust optilisest illusioonist on petlik - paljud pealtnägijad said vigastada ja põlesid, mõned said ohvriks. See juhtus füüsik Richmanniga, kelle töö äikesetormi ajal katsete kallal lõppes tragöödiaga.
Keravälk on mitusada aastat olnud paljude teadlaste uurimisobjektiks, sealhulgas N. Tesla, G. I. Babat, B. Smirnov, I. P. Stahhanov jt. Teadlased on keravälgu esinemise kohta esitanud erinevaid teooriaid, mida on üle 200.
Ühe versiooni kohaselt saavutab maa ja pilvede vahel tekkinud elektromagnetlaine teatud hetkel kriitilise amplituudi ja moodustab sfäärilise gaasilahenduse.
Teine versioon on, et keravälk koosneb suure tihedusega plasmast ja sisaldab oma mikrolainekiirguse välja. Mõned teadlased usuvad, et tulekera fenomen on tingitud kosmiliste kiirte fokuseerimisest pilvede poolt.
Enamik selle nähtuse juhtumeid registreeriti enne äikest ja äikese ajal, seetõttu on kõige olulisem hüpotees energeetiliselt soodsa keskkonna tekkimine erinevate plasmamoodustiste tekkeks, millest üks on välk.
Ekspertide arvamused nõustuvad, et taevase külalisega kohtudes peate järgima teatud käitumisreegleid. Peaasi, et ärge tehke järske liigutusi, ärge põgenege, püüdke õhuvibratsiooni minimeerida.
Tulepall - ebatavaline loodusnähtus, milleks on elektrivoolu helendav tromb. Looduses on seda peaaegu võimatu kohata, isegi mõned teadlased väidavad, et see on võimatu.
Kuidas keravälk tekib
Enamik eksperte ütleb, et keravälk tekib pärast tavalist välgulööki. Need võivad olla sama suured kui tavaline virsik ja ulatuda jalgpallipalli suuruseni. Keravälgu värvus võib olla oranž, kollane, punane või säravvalge. Iga palli lähenemisega on kuulda kohutavat suminat ja susinat.
Keravälgu eluiga võib ulatuda mitme minutini. On üks teooria, mis väidab, et keravälk on väikese äikesepilve koopia. Võib-olla eksisteerivad õhus pidevalt väikseimad tolmuosakesed ja välk omakorda annab teatud õhupiirkonnas olevatele tolmuosakestele elektrilaengu. Mõned tolmuosakesed on negatiivselt laetud, teised aga positiivselt. Seejärel ühendavad miljonid väikesed välgunooled vastandliku laenguga tolmuosakesed ja seejärel tekib õhku sädelev ümmargune pall.
- Keravälk on üsna haruldane loodusnähtus.
- Hetkel on võimatu täpselt öelda, kuidas keravälk tekib. Selle välimust selgitavad sadu teooriaid, kuid ükski neist pole tõestatud.
- 1638. aastal dokumenteeriti esmakordselt keravälk. Neil päevil lendas ta äikesetormi ajal kirikusse.
- Keravälk võib kergesti sulatada aknaklaasi.
- Kõige sagedamini satub keravälk korterisse uste ja akende kaudu.
- Selle loodusnähtuse liikumiskiirus võib ulatuda kuni 10 meetrini sekundis.
- Eeldatakse, et temperatuur palli keskel on tuhandeid kraadi.
