Esimesed kirjalikud tõendid kuuli välgu vaatluse kohta pärinevad 1638. aastast, kui Inglismaal lendas kirikusse kahemeetrine kuuli välk, mis tappis ja vigastas paljusid kogudusevanemaid ning põhjustas hoonele tõsiseid kahjustusi.
Sellest ajast on möödunud mitu sajandit, tuhandeid tähelepanekuid on registreeritud, kuid palli välgu osas pole veel selgust. Selle objekti kujunemise ja ülesehituse kohta on esitatud sadu hüpoteese, kuid ükski neist ei suuda selgitada kõiki välgu hämmastavaid omadusi. Ainult kuulus Nikola Tesla teadis korraga, kuidas palli välku teha ja avalikult demonstreeris, kuid seda saladust ta kunagi ei paljastanud.
Mitte palli ja mitte välku
Pilve ja maapinna vaheline äikeseline lineaarne välk algab sellest, et elektrivälja suure intensiivsuse tõttu ilmub pilve liider - tugevalt ioniseeritud õhu kanal, mille ots liigub suuna muutumisega maapinnale kümnete meetriste hüpetega.
Selle tulemusel luuakse maapinnale purunenud elektrit juhtiv kanal, mida mööda järgmises - äikese ja ereda säraga välgu põhifaasis kandub põhilaengu osa maapinnast pilve. Laengu liikumise algpunktis ja igas trajektoori kurvis luuakse elektromagnetilise välja keerise komponent, mis eraldub üldisest väljast ja alustab iseseisvat elu.
Madala energiaga hajub eraldunud keeris kosmoses jäljetult, kuid kõrge energia korral võib selle saatus olla täiesti erinev. Piisava energiaga ioniseerib elektromagnetiline keeris õhku plasma moodustamiseks. Nii nagu Maa ionosfääri plasma peegeldab lühikesi ja keskmisi raadiolaineid, vabastamata neid sellest lõksust kosmosesse, võib elektromagnetilise keerise plasma moodustada välimise kesta, mis lukustab elektromagnetilise keerise lõksu.
Reklaamvideo:
Selgub, mida füüsikas nimetatakse solitoniks või üksildaseks laineks, mis sel kujul võib mõnda aega eksisteerida. Selle jaoks vajalikud tingimused on mittelineaarsus ja hajutatus on plasma loomupärased omadused. See üksik on palli välk. Mõned nimetavad seda plasmoidiks, kuid see on vale, kuna selle moodustumise algpõhjus pole plasma, vaid elektromagnetiline keeris. Plasma seevastu on sekundaarne tegur, mille genereerib elektromagnetiline keeris. Seetõttu tuleks kuuli välgu olemust õigesti väljendada mõistega "elektromagnetiline üksus".
Aurutab ehteid
Ionosfääri plasma kiirguse risti asetsemisega peegeldab elektromagnetilisi laineid ainult nendel sagedustel, mis jäävad alla plasma tihedusega määratud nn kriitilise sageduse. Kuid lained, mille sagedus ületab seda sagedust, läbivad vabalt plasma. Sellepärast naasevad lühikesed ja keskmised raadiolained maa peale ega kandu kosmosesse ning ultrahelilainete jaoks on ionosfäär läbipaistev.
Palli välgu elektromagnetiline keeris võib olla laia sagedusspektriga. Kui plasmaümbrise kriitiline sagedus on suurem kui keerisespektri sagedustest, siis on kuuli välgu välisväli väike ja tohutut energiat kandev kuuli välk ei soojenda ümbritsevaid objekte. Kuid kui väike osa spektrist asub kriitilisest sagedusest kõrgemal, võib kuuli välgul olla piisavalt võimas väline väli, mis on võimeline soojendama kaugeid ümbritsevaid objekte - metallesemeid, vett sisaldavaid esemeid, sealhulgas inimkeha.
Eelkõige sel põhjusel juhtub sageli kuulide välklambil lenduvate inimeste rõngaste ja kettide aurustumist, arvutite ja muude elektrooniliste seadmete rikkeid ja kahjustusi. Sellise kuuli välgu välisväli võib mõjutada inimese ajutegevust - sellises olukorras võib inimene leida end justkui hüpnoosi all, võimetu mis tahes toimingust.
Nagu tilk vett
Kuid plasma ei ole ainult ioonide ja elektronide kogum. Paljude laetud osakeste koostoime jõudude tõttu võib plasma käituda vedelikuna. Sel juhul on plasma moodustistel pindpinevus, mis määrab kalduvuse minimaalsele mahule nagu tilk vett.
Seetõttu kipub plasma ümbris pärast solitoni esialgset moodustumist keerist tihendama. Sel juhul suureneb plasma tihedus ja varem silmade jaoks nähtamatu solitoni kest võib hakata punaselt, oranžilt ja veelgi piki vikerkaart helendama. Suure plasmatihedusega võib hõõglamp minna ultraviolettpiirkonda ja öösel muutuvad palli välk inimese silmale üldiselt nähtamatuks, kuid heledal taustal on see hall või must.
Tulised külalised maa alt
Statistika kohaselt toimub selge ilmaga umbes 20 protsenti kuuli välgu vaatlustest. Selgub, et mitte ainult lineaarne välk ei saa palli välku tekitada. Maavärinate ajal täheldatakse sageli pikselööke. Denveri (USA) ja Tomski (Venemaa) teaduslikes laborites leiti, et kivimiproovide kõrge rõhu all täheldatakse elektromagnetiliste lainete emissiooni. Juba on loodud seadmed, mis hoiataksid kaevureid kivipurske lähenemise eest.
Õhus ringlev hõõguv pall jäädvustati 2014. aastal
Planeedi soole võib tekkida tõeliselt suurte kivimurdudega tohutu energiaga elektromagnetiliste lainete voog. Sel juhul liigub aktiivne rikkepunkt muutuva kiirusega mööda katkist rada, mis loob keerises olevad komponendid elektromagnetilisse voolu.
Läbi peal asuvate kivimite kaotab elektromagnetiline vool osa oma energiast, kuid sellest, mis jääb, piisab sageli merevee soojendamiseks, taeva hõõgumiseks või taimede lehtede põletamiseks jne. Selliste mõjudega kaasnevad sageli tugevad maavärinad. Noh, ka atmosfääri pääsevad elektromagnetilised keerised võivad tekitada kuuli välgu kujul solitone, just nagu need, mis tekivad äikese ajal.
Kui voolutee ääres on erineva dielektrilise konstandiga kivimite niinimetatud geoloogilised läätsed, siis võib elektromagnetilise voolu fokuseerimine tekkida tekkivate mõjude märgatava suurenemisega, sealhulgas ka kuuli välgu osas. Sellistel juhtudel võib kuuli välk sündida isegi madala intensiivsusega tektoonilise dünaamika korral, mida inimesed ei märka maa pinnal.
Need pole välismaalased
Helendav objekt eemaldati Kuult 1970. aastal Apollo 13 kosmoseaparaadilt. Palli välk ka?
Lisaks äikese aktiivsusele ja tektoonilistele ebastabiilsetele protsessidele võivad põhimõtteliselt palli välku tekitada ka Päikesest ja teistest taevakehadest kosmosest tulevad elektromagnetilised keerised. Muide, palli välk võib esineda mitte ainult Maa atmosfääri pinnakihtides.
Piloodid kohtuvad nendega sageli suurtel kõrgustel. Seal võivad nad olla suured ja neil on võimas väline elektromagnetiline väli. Sel juhul võivad pilootide ja maapealsete teenistuste vahel tekkida konfliktid, kui neid pilootide jaoks reaalseid objekte sentimeetri raadiused ei jälgi (neid võib jälgida arvesti ja detsimeetri vahemikus). Kuul on sageli näha helendavaid objekte. Nägime neid Marsil, ehkki sealse atmosfääri tihedus on Maa omast palju madalam.
Võimalik, et suured helendavad kuulid, mis on Apollo 11 missioonist peale ameeriklastest astronaute hämmingus, olid lihtsalt tulepallid, mitte aga võõrad laevad. Töötavate kosmoselaevade mootorite heitgaasid tekitasid pööristega elektromagnetilisi välju. Samal ajal lõi heitgaas suurenenud atmosfääri tihedusega kohaliku tsooni.
Selgub, et mõistet "kuuli välk" tuleks tunnistada valeks, kuna see objekt pole alati seotud välguga. Lisaks sellele võib elektromagnetiline soliton olla mitte ainult kuuli, vaid ka muude pöördekehade kujul. Selle mõiste kasutamist selles kontekstis õigustab ainult mõiste "kuuli välk" tundmine.
BTW
Kassid näevad nähtamatut
Paljus välgu vaatlemise erinevaid juhtumeid on kirjeldatud paljudes väljaannetes. Meenutagem selle peamisi omadusi. Kujult võib see olla pall, ellipsoid, pirn, toroid (sõõrik), silinder. Selle suurus on mõnest sentimeetrist mitme meetrini või rohkem. Mõnikord võib palli välk olla nähtamatu või läbipaistev. Inimsilmale nähtamatut välku täheldatakse sageli ainult radariekraanidel (siis nimetatakse neid ingliteks). Mõni lemmikloom, näiteks kassid, näeb neid ka.
Kuid millegipärast täheldati nii Moskvas kui ka Kanadas hämaral ajal täiesti läbipaistvat kuuli välku, milles ainult koore ümbermõõt oli veidi nähtav. On selge, et päeva jooksul või eredas valguses oleks selline välk täiesti nähtamatu.
Kuid palli välku on sageli hästi täheldatud, helendades valge, punase, kollase või oranži värviga. Harvemini on see roheline, sinine ja lilla. Ja väga harva oli täheldatud halli või musta palli välku.
Palli välgu eluiga on kümme sekundit kuni mitu minutit, elu lõpus on plahvatus või kadumine. See elu lõpp on mõistetav - elektromagnetilise keerise energia väheneb aja jooksul ning samal ajal vähenevad plasma tihedus ja kriitiline sagedus. Seetõttu kaotab plasma mingil hetkel oma võime hoida elektromagnetilist keerist lõksu ja soliton hävitatakse. Lai keerise laia spektriga hävitamine toimub sujuvalt ja välk kaob ilma plahvatuseta ning kitsa spektriga variseb soliton väga kiiresti, plahvatusega.
Palli välkumise trajektoor on inimesele praktiliselt ettearvamatu (muide, see võib liikuda vastu tuult), kuna inimesele pole teada elektromagnetilise potentsiaali jaotus, mis määrab tema trajektoori selles piirkonnas või ruumis, kus asub palli välk. Jah, lisaks võib välk ise seda pilti elektromagnetilise induktsiooni tõttu muuta. Sellepärast on selle trajektoori peaaegu võimatu ennustada. See määrab ka palli välgu "armastuse" metallesemete vastu.
Arvestades, et kuuli välgu alus on elektromagnetiline keeris, saab selgeks selle võime läbida klaasi, rõivaid ja üldiselt läbi kõigi keerisesse läbipaistvate dielektrikute. Klaasi läbimisel kustub solitoni plasma loomulikult klaasi paksuses, kuid ülejäänud plasmaümbris säilib, hoides ise elektromagnetilist keerist, mille jaoks klaas on läbipaistev. Mõnikord tekib klaasist väike auk, kuid see pole vajalik - see on kõrvaltoime. Teadaolevad juhtumid, kus kuuli välk võib ilmneda lendava õhusõiduki salongis, ilma et see pingulduvust rikuks ja usaldusväärselt suletud ruumides, seda tõestavad.
Ainus koht, kus kuulide välgu esinemine on põhimõtteliselt võimatu, on niinimetatud Faraday puur, millel on võrgusilma või tahked metallist seinad, põrand ja lagi.
Loeme
Väga võimas katel
Taga-Karpaatias Perechina linna lähedal juhtunud intsident, mis juhtus augustis 1962, kui umbes kella 11 paiku tabas tennisepalli suurune välklamp kariloomade veega küna, võimaldab meil hinnata palli välgu energiahulka. Kümne sekundi jooksul keevas künni vesi täielikult ära ja keedetud konnad jäid künni põhjale.
Künnis oli umbes 110 liitrit vett. Arvutus näitab, et sellise koguse vee soojendamiseks ja aurustamiseks tuleb kulutada umbes 80 kWh energiat, s.o. väikese korteri igakuise energiatarbimise järjekord.
Samal ajal arendas kuuli välk umbes 27 miljoni vatti võimsust, mis on kümneid tuhandeid kordi suurem kui kodumajapidamises kasutatava mikrolaine võimsus. Sellise kuuli välgu energia osutus üsna arvestatavaks, kuid lineaarsel välgul, mis genereerib kuuli välku, võib olla palju suurem energia. Kivimurdude sügavusest põhjustatud energiaheide võib samuti olla väga suur. Noh, ja kosmilise päritoluga elektromagnetiliste keeriste kohta pole midagi öelda. Kõik need asjaolud, muide, toetavad ülaltoodud palli välgu moodustamise ja seadme versiooni või, õigemini, ei lükka seda ümber.
MIDA TEHA?
Ära pööra talle selja
Omades suurt energiat, võib kuulide välk põhjustada hoonete ja rajatiste hävitamist, inimeste tapmist ja jäljendamist. Mida peaksite tegema, kui teie lähedal ilmub palli välk? Esiteks pole vaja teda hirmutada ja esemeid talle visata. Lõppude lõpuks on traagilised juhtumid väga haruldased. Kui olukord seda võimaldab, on kasulik asetada metallist esemed ja elektroonikaseadmed teist eemale. Pole vaja teha telefonikõnesid ega puudutada sünteesmaterjalidest rõivaid ja tekke, mis võivad elektrifitseerida. Tore oleks aken avada, lastes palli välgul tänavale välja lennata.
Teiseks, ilma askeldamiseta, peate viibima paigal või eemalduma ohtlike külaliste juurest sujuvate liigutustega, pööramata selja tema poole. Kui kannate sünteetilisi rõivaid või aluspesu, on parem mitte liikuda. Samuti peate oma kolleege või leibkonnaliikmeid rahulikult hoiatama ohu eest ja soovitama neil mitte teha järske liigutusi ega läheneda palli välgule. Kui välgulöögist tabanud inimene on teadvuse kaotanud, peab ta osutama esmaabi ja kohe pärast välgu lahkumist kutsuma kiirabi.
Noh, sotsiaalses plaanis peab inimkond kindlasti õppima, kuidas palli välku luua ja kasutada. Siis on võimalik luua sadu kilomeetreid läbivaid elektrisõidukeid ilma sadade kilogrammi kaaluvate akudeta ja tuhandete muude keskkonnasõbralike ja ülitõhusate seadmetega.
