Этот физический феномен поставил ученых на грань реальности.
Во второй половине XX века проблема шаровой молнии занимала в советской науке уникальное место. Это явление балансировало на грани между признанным фактом и аномалией: тысячи очевидцев видели светящиеся шары, но физика не могла объяснить их существование. Десятилетиями эти исследования велись в закрытых институтах. Рассказываем, что именно надеялись обнаружить советские физики.
Главная проблема шаровой молнии: она не должна существовать. С точки зрения классической физики любой сгусток плазмы в атмосфере обязан остыть и распасться за сотые доли секунды.
Однако советские учёные собрали свидетельства того, что эти объекты живут от 10 секунд до нескольких минут. Шаровая молния нарушает сразу несколько правил:
-Время жизни. Вместо мгновенного исчезновения она плавает в воздухе минутами.
-Температура. При свечении, требующем тысяч градусов, она может не обжигать при пролёте рядом.
-Энергия. В малом объёме, сравнимом с футбольным мячом, запасена энергия, способная испарить воду или оплавить металл.
Более того, этот объект нарушает теорему вириала. В электродинамике это правило гласит: заряженные частицы не могут удерживаться вместе только собственными силами, им нужно внешнее давление или твёрдое ядро. У шаровой молнии ничего этого нет, но она не разваливается. Поиск скрытого механизма, который удерживает этот шар, стал главной задачей физиков.
В начале 1970-х годов, в разгар холодной войны, интерес к теме стал сугубо практическим. Военные искали способы сбивать баллистические ракеты и бомбардировщики. Лазеры тогда были слишком громоздкими, а для их работы требовалось, чтобы атмосфера была чистой.
Плазмоид — искусственная шаровая молния — казался идеальным решением. В 1971 году стартовали разработки по созданию плазменного оружия, в том числе в рамках секретного проекта «Прометей». Идея была красивой: создать на пути ракеты сгусток плазмы. При контакте он должен был:
-Выжечь электронику мощным электромагнитным импульсом.
-Создать тепловой удар, разрушающий обшивку.
-Изменить аэродинамику, заставив ракету сбиться с курса.
На полигонах строили гигантские установки. Учёные пытались создать плазму, фокусируя пучки СВЧ-излучения или используя мощные конденсаторные батареи. Но ничего не выходило: искусственные шары жили ровно столько, сколько работала установка. Как только рубильник выключали, плазмоид исчезал.
В тупиковой ситуации физики обратились к теории нобелевского лауреата Петра Капицы. Ещё в 1955 году он предположил: если энергия не может храниться внутри шара долго, значит, она поступает снаружи.
По мнению Капицы, шаровая молния работает как приёмник радиоволн. Во время грозы между облаками и землёй возникают электромагнитные колебания. Там, где волны накладываются друг на друга, воздух ионизируется и начинает светиться. Эта теория многое объясняла:
-Шар не гаснет, пока есть внешнее радиоизлучение.
-Он залетает в дома через дымоходы и окна, потому что они работают как волноводы для радиоволн.
-Его размер зависит от длины радиоволны.
Капица даже подтвердил это экспериментально. В своей лаборатории в микроволновых резонаторах он получал светящиеся шарики. Но была одна проблема: в природе радиоволн такой мощности практически не бывает. Теория была красивой, но не универсальной.
Народная статистика и кластеры Стаханова Пока военные строили генераторы, физик Игорь Стаханов пошёл другим путём. В 1976 году он через журнал «Наука и жизнь» обратился ко всей стране с просьбой присылать описания встреч с шаровой молнией. Это был прорыв. Учёные получили более 1000 подробных писем. Обработав их, Стаханов составил точный портрет явления:
-Цвет: чаще всего оранжевый, жёлтый или белый.
-Размер: 10–20 см в диаметре.
-Финал: в 40% случаев она взрывается, в 60% — тихо гаснет.
На основе этих данных Стаханов предложил кластерную модель. Он считал, что шаровая молния — это не просто горячий газ, а ионы, окружённые «шубой» из молекул воды. Эта водяная оболочка не даёт зарядам нейтрализовать друг друга, работая как аккумулятор. Это объясняло, почему молния ведёт себя как упругий мячик и может долго не остывать.
Ракеты против облаков
В 1980-х попытки «поймать» молнию стали масштабнее. Учёные решили не создавать её в лаборатории, а вызывать в небе.
В грозовые облака запускали небольшие ракеты, за которыми тянулась тонкая металлическая проволока. Проволока служила громоотводом, провоцируя удар линейной молнии в нужное место. Физики надеялись, что при испарении проволоки возникнет и шаровая молния.
Сотни ракет ушли в небо, провоцируя мощнейшие разряды. Но искусственная шаровая молния так и не родилась. Стало ясно: для её появления нужна не только энергия, но и редкое стечение обстоятельств — особая влажность, пыль или состав воздуха.
Чем всё закончилось
К концу 1980-х военные программы свернули. Создать плазменное оружие не удалось, а финансирование науки резко сократилось. Тема шаровой молнии перекочевала из секретных лабораторий на страницы жёлтой прессы, где её стали связывать с НЛО и пришельцами.
Однако советские физики не потратили время зря. В погоне за неуловимым шаром они разработали уникальную статистику природного явления и создали теорию кластерной плазмы, которая пригодилась в других сферах. Также изучение шаровой молнии показало предельные возможности воздействия электромагнитных импульсов на технику, что легло в основу современных систем радиоэлектронной борьбы.
Шаровую молнию так и не удалось «приручить», но попытки это сделать значительно продвинули вперёд физику плазмы и электродинамику.
<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/R1yj8ZjIIb0?si=buVLvAyVa2G3jzxa" title="YouTube video player" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe>
