Czasami, w pewnych warunkach, mały i stosunkowo kulisty kawałek atmosfery, która nas otacza, na krótko zapala się. Ponieważ zjawisko to najlepiej widać w nocy i nie ma oczywistego naturalnego wyjaśnienia, nie jest zaskakujące, że wokół niego narosło wiele mitów. Te kule ognia nazywane są wędrującymi światłami, światłami świętego Elma, światłami duchów lub kulami ognia. Wcześniej wierzono, że wiszą z naszymi grobami, tańczą wzdłuż brzegów rzek, sygnalizują zbliżające się trzęsienie ziemi i przenikają do kabin samolotów. Nawet dzisiaj nie mamy jasnego wyjaśnienia, jak powstają i co robią. Ale to nie znaczy, że naukowcy przestali próbować to rozgryźć. W czerwcu chiński uczony Hui-Chun Wu zaproponował nowe, przekonujące wyjaśnienie tego zjawiska:publikując artykuł w Scientific Reports.
Niektóre kule ognia są produktem ubocznym żywych organizmów. Na przykład rozkład materii żywej na terenach podmokłych (lub nawet w masowych grobach w polskich lasach) uwalnia metan i gazy zawierające fosfor, takie jak wodorofosforan, które mogą nagle zapalić się w kontakcie z tlenem, powodując migotanie plamki światła zawieszonego w powietrze. Inne kule ognia mają naturę elektryczną, wybuchając wewnątrz ziemi podczas trzęsień ziemi, kiedy zderzenie głazów uwalnia strumień elektronów, który unosi się na powierzchnię, gdzie oddziałują z powietrzem, tworząc błyski światła. Ale niektóre kule ognia tworzą się w atmosferze, zwykle podczas silnych burz, i nazywa się je kulami ognia.
Błyskawica może mieć dowolny kolor tęczy i wiele różnych rozmiarów - od zwykłych szklanych kulek do dużych fitballi, na których czasami siedzą ludzie. Mogą tworzyć się w ciasnych przestrzeniach, spuszczać powietrze z kominów, a nawet przenikać przez zamknięte okna. Oprócz wytwarzania światła kule ognia mogą generować wyładowania i często emitować syczenie lub brzęczenie oraz silny, nieprzyjemny zapach. Zwykle kula ognia trwa tylko kilka sekund i płonie z intensywnością jasnej żarówki domowej. Nieprzewidywalna i niestabilna natura błyskawicy kulowej utrudnia sformułowanie przekonującej teorii wyjaśniającej jej naturę, ale doniesienia o jej osobliwościach napływają od wieków i nadal docierają do dziś.
Na przykład wiosną 1963 roku zmarły astronom Roger Jennison odbywał nocny lot przez chmury burzowe i wkrótce po uderzeniu w samolot pioruna zauważył pojawienie się płonącej piłki wielkości piłki do koszykówki. Według niego, balon ten „pojawił się z boku kokpitu i przeleciał w dół przejścia między siedzeniami, utrzymując stałą wysokość i kurs aż do momentu, gdy był widoczny”. Innym razem mieszkaniec Wielkiej Brytanii powiedział, że jest w domu, „kiedy ogromna pomarańczowa kula, podobna do grejpfruta, ale bardziej pomarańczowa i krucha na brzegach, wleciała przez okno, które było zamknięte i na którym również zaciągnięto zasłony. Leciał poziomo na wysokości ramion przez około 10 sekund, po czym tuż nad moją głową nastąpił grzmot, tak silny, że spadłem z krzesła."
Przenikanie pioruna kulowego do budynków mieszkalnych i ich zdolność do formowania się wewnątrz samolotów okazało się niezwykle trudne do wyjaśnienia. Wyjaśnienia dotyczące ich formowania są nawet bardziej zróżnicowane niż ich cechy fizyczne. Na przykład, według różnych teorii, piorun kulisty może być chmurą żarzących się cząstek krzemu, naturalną reakcją jądrową, halucynacją epileptyczną wywołaną przez piorun, miniaturową czarną dziurą, związkiem celulozy i innych naturalnych polimerów oraz bańką plazmy wypełnioną mikrofalami.
Hipoteza bańki mikrofalowej jest podstawą pracy Wu, naukowca z Uniwersytetu Zhejiang w Hangzhou w Chinach. Wcześniej naukowcy zakładali, że takie bąbelki mogą powstawać pod wpływem promieniowania mikrofalowego z chmur burzowych lub maserów atmosferycznych, ale Wu postawił hipotezę, że te mikrofale pochodzą z wiązki elektronów, które przyspieszają prawie do prędkości światła, gdy piorun uderza w ziemię. Elektrony te są przyspieszane do takich prędkości pod wpływem pola elektrycznego, które następuje, gdy strumień elektronów przemieszcza się stopniowo od podstawy chmury do ziemi tuż przed jasnym błyskiem pioruna. „Na końcu błyskawicy, która dociera do ziemi”, pisze Wu, „wiązka elektronów poruszająca się z prędkością bliską prędkości może powstać, co z kolei generuje intensywne promieniowanie mikrofalowe”.
Niezależnie od źródła mikrofale atmosferyczne generują plazmę, ładując otaczające powietrze. Promieniowanie to wywiera wystarczające ciśnienie, aby uformować bąbelek z rozproszonej plazmy, który nazywamy błyskawicą kulową. Mikrofale uwięzione w tej bańce nadal wytwarzają plazmę, a tym samym utrzymują bąbelek przez krótki czas. Ostatecznie piorun kulisty gaśnie, ponieważ promieniowanie wewnątrz bańki zostaje rozproszone. Czasami ta bańka pęka, mikrofale są uwalniane na zewnątrz, co prowadzi do eksplozji.
Obecność mikrofal i plazmy jako składników wyładowania kulowego może wyjaśniać niektóre z jego właściwości. Na przykład mikrofale mogą przenikać przez szybę okienną, więc zamknięte okna nie przeszkadzają w pojawieniu się błyskawicy w pomieszczeniu. Mikrofale mogą również wytwarzać zauważalny dźwięk, gdy wchodzą w kontakt z ludzkim uchem wewnętrznym, a generowana przez nie plazma może z kolei wytwarzać ozon z tlenu atmosferycznego, który ma ostry zapach.
Film promocyjny:
To, co odróżnia teorię błyskawic kulowych od innych teorii, to to, że wyjaśnia ona, w jaki sposób pojawiają się one w samolotach. Elektrony, maleńcy kuzyni atomów, są w stanie przejść przez metalową powłokę kadłuba samolotu, gdy osiągną poza nim prędkości bliskie światła, dzięki błyskawicy. Następnie elektrony uwięzione w samolocie emitują mikrofale, które tworzą błyskawice kulowe. Sekwencja elektronów-mikrofal-plazmy wyjaśnia również rozmiar kul ognistych, ponieważ długość wiązki elektronów rozproszonej przez uderzenie pioruna odpowiada typowej średnicy powstałego bańki mikrofalowej - około 20-50 centymetrów.
Jak zawsze w przypadku nowych hipotez naukowych, teraz trzeba wykonać wiele pracy, aby potwierdzić założenie W. Potrzeba wielu eksperymentów, aby przetestować mechanizm elektronowo-mikrofalowo-plazmy, w wyniku której powstaje błyskawica kulowa. W tym przypadku konieczne będzie opracowanie metodologii generowania wyładowań kulowych na żądanie, a następnie zbadanie właściwości elektronów i mikrofal.
Według Wu, jeśli jego hipoteza zostanie potwierdzona, jego teoria podniesie kilka ważnych pytań dotyczących zagrożeń, jakie stwarzają szybkie elektrony i promieniowanie mikrofalowe, które powstają w pobliżu ludzi złapanych podczas burzy. Pomyśl o tym, co wydarzyło się w zeszłym roku w Dakocie Południowej. Film nakręcony przez świadka zdarzenia pokazuje kulę światła spadającą gwałtownie z nieba podczas burzy.