Ludzie zawsze uważali błyskawice za broń bogów. Wśród starożytnych Greków, Zeus Gromowładca rządził piorunami, a wśród Hindusów król niebios Indra. Starożytni Wikingowie, którzy zjadali muchomory, wyraźnie rozróżniali na niebie błyskawicę Thora. Słowianie o szerokich horyzontach ogólnie uzbroili wszystkich w elektryczność - od pogańskiego boga Peruna po chrześcijańskiego proroka Ilję. Odniesienia do wyjątkowej mocy broni gromu można znaleźć w każdej religii.
W mitologii indyjskiej Indra uderzył gigantycznego węża Vritrę, wykutego przez podziemnych kowali za pomocą wadżry-błyskawicy, uwikłanego w wodach ziemi. Urządzenie każdej dobrej broni jest zwykle utrzymywane w głębokiej tajemnicy - błyskawica nie jest wyjątkiem. Chociaż ludzie nauczyli się przynajmniej chronić się przed wyładowaniami atmosferycznymi (kosztem życia kilku testerów piorunochronów), nadal nie jesteśmy w stanie odtworzyć tego pozornie prostego zjawiska elektrycznego. Bogowie zazdrośnie strzegą swoich tajemnic. Współcześni twórcy broni piorunowej mogą się tylko zastanawiać, jak technicznie zacofane starożytne Indie były w stanie ustanowić przemysłową produkcję wadżr.
Trzy twarze błyskawicy
Zanim spróbujemy dowiedzieć się, czy w prawdziwym życiu możliwe jest powtórzenie militarnego doświadczenia indyjskich bogów, podsumowujemy pokrótce niewiele wiadomo ludzkości na temat błyskawic. W naturze istnieją trzy rodzaje gigantycznych wyładowań elektrycznych, którym towarzyszą błyski w atmosferze i pioruny. Najczęściej widzimy błyskawicę liniową, nieco rzadziej jej podgatunek - płaską błyskawicę, która nie uderza w ziemię, ale biegnie po powierzchni burzowych chmur. Czasami można zaobserwować wyraźną błyskawicę, która jest łańcuchem jasno świecących punktów. Rzadko można znaleźć niesławną błyskawicę kulową. Tylko liniowe błyskawice są stosunkowo dobrze zbadane. O pozostałych dwóch prawie nic nie wiadomo. W warunkach laboratoryjnych można było uzyskać jedynie podobieństwa wyładowań atmosferycznych - wyładowań koronowych i jarzeniowych. Jedyne, co mają wspólnego z prawdziwą błyskawicą, toże również składają się z plazmy.
Jak Franklin i Lomonosov założyli w XVIII wieku, liniowa błyskawica jest długą iskrą. Dokładny mechanizm jego wystąpienia nie jest znany. Jedna z teorii piorunów mówi, że zanim zacznie się burza, lokalne obszary Ziemi są naładowane dodatnio, a dolne krawędzie chmur są naładowane ujemnie. Dzieje się tak, ponieważ kropelki wody, które nasycają powietrze przed burzą, pod wpływem pola elektrycznego Ziemi, uzyskują ładunek ujemny. Ponieważ nasza planeta na ogół ma również ładunek ujemny, pod wpływem jej pola ujemnie naładowane kropelki przemieszczają się w górę do chmur, a dodatnie krople w dół do ziemi, gdzie gromadzą się, tworząc obszary naładowane.
Według innej teorii ładunki atmosferyczne są oddzielane w przyrodzie podczas obiegu wody. Wolne jony dodatnio i ujemnie naładowane „przylegają” do cząstek aerozolu oparów, które są zawsze obecne w atmosferze w wyniku naturalnego promieniowania i promieniowania kosmicznego. Na naładowanych cząstkach aerozolu, gdy wznoszą się one w górę we wznoszących się prądach powietrza, rosną krople wody. Kondensacja wody wokół ujemnie naładowanych cząstek jest dziesiątki tysięcy razy szybsza, więc kropelki są cięższe i lecą wolniej. W wyniku tego procesu dolne części chmur są naładowane ujemnie, a górne - dodatnio. W tym przypadku dolna część chmury „kieruje” ładunek dodatni na obszar ziemi znajdujący się pod nią.
Film promocyjny:
Istnieją inne teorie na temat występowania warunków przed burzą. Niezależnie od rzeczywistości, najważniejsze jest to, że w wyniku tego z powierzchni ziemi i chmury uzyskuje się coś w rodzaju potwornego rozmiaru kondensatora, między płytkami, przez które wyładowanie ma się prześlizgnąć. Ale nawet powietrze nasycone parą wodną jest dielektrykiem, to znaczy słabo przewodzi prąd. Kanały plazmowe pełnią rolę gigantycznych przewodów łączących chmury z powierzchnią ziemi. W pewnym momencie prawie niewidoczne, słabo świecące gromady zjonizowanych cząstek - przywódcy - zaczynają przesuwać się z chmur w kierunku Ziemi z prędkością kilkuset kilometrów na sekundę. Ścieżki liderów bywają zygzakowate. Każdy lider na swojej drodze jonizuje cząsteczki powietrza, tworząc kanał plazmy o zwiększonej przewodności. Przy powierzchni coraz więcej przewodzących gałęzi - serpentyn - pędzą w różnych kierunkach od lidera. Gdy tylko przywódca dotrze do ziemi, przez kanał, który położył, przepływa jasno świecące odwrócone (inaczej główne) wyładowanie.
Prędkość głównego wyładowania jest sto razy większa niż lidera. W związku z tym błysk trwa ułamek sekundy. Udaje nam się zauważyć błyskawicę, ponieważ wyładowania powtarzają się kilka razy. Ze względu na odstępy czasu między nimi obserwatorowi wydaje się, że piorun migocze. Średnica przyponu może sięgać kilku metrów, ale grubość wyładowania nie przekracza kilku centymetrów. Powyższy schemat liniowego wyładowania wyjaśnia wiele, ale nie wszystko. Jeśli piorun jest wyładowaniem, to dlaczego występuje przy bardzo małych (w skali planetarnej) natężeniu pola elektrycznego? Lub, na przykład, dlaczego piorun ma długość 100 km lub więcej, ale nigdy nie jest krótszy niż setki metrów?
Zachowanie przejrzystej błyskawicy jest jeszcze bardziej tajemnicze. Te błyskawice wyglądają jak zwykłe, tylko z jakiegoś powodu rozdzielają się na oddzielne świetliste segmenty, oddzielone ciemnymi przewężeniami. Jest bardzo podobny do jasnych koralików rozciągniętych na niebie. Nie wiadomo, kto i co „ściska” piorun. W związku z tym powstało wiele teorii, ale żadna z nich nie pozwoliła na uzyskanie w warunkach laboratoryjnych czegoś choćby w niewielkim stopniu podobnego do czystego błyskawicy. I wreszcie królowa balu jest złowieszczą kulą ognia. Zdaniem wielu naukowców zachowanie pioruna kulowego niekiedy leży „poza prawami nauki”. Piorun kulisty został z powodzeniem sklasyfikowany, dzieląc jako żywe istoty na klasy, rodziny, gatunki i podgatunki, ale nie mogli zrozumieć swojej wewnętrznej natury.
Wiadomo, że najczęściej powstają przy zwykłych uderzeniach pioruna. Ale czasami pojawiają się spontanicznie. Średnica przeciętnej pioruna waha się od 10 do 30 cm i świeci jak 100-watowe żarówki. Na podstawie poziomu blasku i rozmiaru naukowcy przyjęli założenia dotyczące masy wyładowania kulowego (6-7 g), ich energii (10000 J, co w przybliżeniu odpowiada zużyciu energii przez 10 domowych piekarników elektrycznych) i temperatury (300-4500 ° C).
Niestety, te oceny również nie przybliżają nas do odkrycia tajemnic błyskawic kulowych, nazywanych piorunami zabójczymi ze względu na ich skłonność do „atakowania” ludzi. Nieliczni, którzy przeżyli spotkanie z ognistą kulą, mówią, że nie czuli wychodzącego ciepła z bliskiej odległości. O czym zatem teoretycznie 4000C, można by zapytać, możemy porozmawiać? A czasami zdarzało się, że po eksplozji maleńkiego pioruna o średnicy 5-6 cm pozostało zniszczenie, które ma miejsce, gdy uwolni się energia ponad milion dżuli. Zaciekawienie budzi sposób poruszania się pioruna kulowego. Zwykle ich prędkość wynosi kilka centymetrów na sekundę - po prostu unoszą się w prądach powietrza. Ale czasami, bez powodu, z całkowitym spokojem, nagle wyskakują z miejsca jak szaleni i „pędzą” w tym czy innym kierunku. Najczęściej - ludziom lub zwierzętom.
Błyskawica
Chociaż nie rozumiemy błyskawic, można argumentować, że jeśli potrafimy dokładnie odtworzyć warunki ich pojawienia się, można je uzyskać sztucznie. Być może można nawet użyć pioruna stworzonego przez człowieka (w końcu do sterowania złożonym mechanizmem nie jest wcale konieczne dokładne zrozumienie jego struktury). Wróciliśmy do pytania postawionego na początku artykułu. Jak stworzyć broń bogów? Innymi słowy, czego Indra potrzebował do usmażenia Vritry? Na początek powiedzmy, że Indra używał zwykłej linii błyskawicy. Sądząc po opisie, efekt użycia wadżry najbardziej przypominał jej cios. W konsekwencji indyjski bóg musiał zaopatrzyć się w potężny zapas ładunku elektrostatycznego.
Pole elektryczne między Indrą a przebiegłym wężem miało wynosić około miliarda woltów. Pojemność takiego kondensatora indro-vritra będzie równa około jednej tysięcznej pojemności ziemi, a energia zniknie ze skali na sto miliardów woltów. Prąd, który płynął między Indrą a wężem, wynosił dziesiątki milionów amperów. To wystarczy, aby stopić lotniskowiec. Ale Vritra musiał być bardziej niezawodnie uziemiony. Dzięki temu (musimy oddać hołd Hindusom) Indra nie przegapił. Starożytne freski przedstawiają go szybującego w chmurach, podczas gdy Vritra, wręcz przeciwnie, leży na wilgotnej ziemi. Wreszcie bóg musiał stworzyć kanał plazmowy między swoim magazynem energii elektrycznej a Vritrą, wymyślając zamiennik dla przywódcy. Odpowiedni byłby tu płomień palnika gazowego o długości kilku kilometrów (tylejak to było przed przeciwnikiem Indry) lub potężną wiązką laserową. Można sobie poradzić prostszymi środkami - na przykład gigantyczną parabolą. Jeśli nadasz jego średnicy nieco ponad kilometr, możesz uruchomić silny promień słońca, który jonizuje powietrze. W zasadzie można to wszystko zrobić. Ale ile to będzie kosztować? Musimy przyznać, że starożytni mieli rację: błyskawica jest bronią bogów.
Jurij Granowski