У шаровой молнии до сих пор существует несколько возможных объяснений, однако ученые по-прежнему не установили, как именно появляется это загадочное природное явление. Одна из странных гипотез утверждает, что эти светящиеся шары являются светом, пойманным в сферу из воздуха. Новые исследования установили физические параметры того, на что может быть похож этот «пузырь».
На протяжении многих веков люди наблюдали за тем, как появляются и исчезают шаровые молнии. Примерно всегда это выглядит одинаково — шары света размером с виноградинку медленно движутся на небольшом расстоянии над землей, часто во время грозы, сохраняя размер и форму, возможно, в течение 10 секунд или около того, прежде чем просто исчезнуть. Иногда люди наблюдают, как шаровые молнии проникают сквозь закрытое окно или резко исчезают в стене, оставляя запах серы.
Более десяти лет назад Владимир Торчигин из Российской академии наук пришел к выводу, что атмосферное явление, которое мы называем шаровой молнией, вовсе не молния, а, скорее, фотоны, которые бьются рикошетом о стенки воздушного пузыря их собственного производства.
Несколько лет назад появление шаровой молнии в Китае было случайно зафиксировано на спектрографе после удара молнии по земле, что дало исследователям разложение электромагнитного спектра, в том числе подтверждающее теорию Торчигина.
Исследование подкрепляется объяснением инженера Кентерберийского университета Джона Абрахамсона, который предположил, что светящийся воздух может быть результатом того, что испаренный материал земли выталкивается ударной волной воздуха.
Другие исследователи предполагают, что облака из отталкивающих заряд ионов, собирающихся на изоляторе, таком как стеклянный лист, обеспечивают основу для длительных периодов жизни, а также дрейфующих и «подпрыгивающих» движений шаровой молнии.
Идея Торчигина проста и умозрительна. Она не имеет ничего общего с заряженными ионами и всем, что связано с интенсивным потоком фотонов, излучаемых яркой вспышкой в нашей атмосфере. Поскольку любая частица поглощает и испускает электромагнитное излучение, возникает отдача, называемая силой Абрахама — Лоренца. Теоретически свет, распространяющийся от удара молнии, заставляет частицы воздуха колебаться, когда они поглощают и пропускают электромагнитное излучение.
Эта сила не так впечатляет в большинстве случаев. Но чрезвычайная интенсивность удара молнии не является обычной вспышкой. Более того, эти оптические силы могут потенциально значительно увеличиться при правильных условиях. Эти «правильные условия», по словам Торчигина, включают в себя создание тонкого слоя воздуха, который преломляет свет обратно на себя. Тонкий слой воздуха, мало чем отличающийся от пленки пузыря, может эффективно фокусировать свет как линзу, усиливая его достаточно, чтобы вытолкнуть частицы воздуха в границу и создать долгоживущий пузырь, концентрируя фотоны по несколько секунд за раз. Но не все «зародыши» шаровых молний становятся полноценными молниями, исчезая немедленно из-за недостатка света или достаточно закрытой оболочки.