Куда подевались шаровые молнии?

Ситуация с шаровыми молниями напоминает поиски пришельцев. Множество людей уверяют, что видели их собственными глазами, но есть обстоятельства, которые заставляет в этом усомниться.

Волнующих рассказов о встречах с шаровыми молниями существует превеликое множество. К примеру, сотрудник Объединенного института высоких температур РАН д.ф.-м.н. Б.М. Смирнов в своей статье «Наблюдательные свойства шаровой молнии», опубликованной в «Успехах физических наук» №8 за 1992 г., насчитал 9502 свидетельства, которые были собраны за 100 лет в 9 странах мира. И это явно не полный список.

На первый взгляд, нет причин сомневаться в правдивости свидетелей шаровых молний. Смущает одно: почему при таком обилии устных рассказов почти нет фотографий и видеосъемок этого таинственного феномена. В той же обзорной статье в «Успехах физических наук» говорится лишь о том, что «имеется ряд надежных фотографий шаровой молнии», но ни одной из них в подтверждение этих слов не приводится.

Положим, это статья 1992 года, когда фотоаппарат и видеокамера уже, конечно, не считались диковинкой, но были под рукой далеко не у каждого. Однако с тех пор в оснащенности человечества средствами фото- и видеофиксации окружающей обстановки произошли радикальные изменения. Сегодня практически каждый землянин носит в кармане смартфон, воспользоваться которым – дело пары секунд. И что мы имеем в результате? Набрав соответствующий запрос в Интернете, находим дюжину видеороликов и фотографий, кочующих из статьи в статью по этой теме. Опять же, у нас нет оснований объявлять их фальшивками. Удивляет не то, что такие съемки есть. Удивляет, что их так мало.

Фото 1. Кадр из наиболее распространенной, пожалуй, в интернете видеозаписи шаровой молнии, которая неторопливо пересекает железнодорожные пути, прощупывая рельсы искрами разрядов, и скрывается в зарослях. Фальшивка это или нет – судить не беремся. Но факт тот, что подобные записи можно пересчитать по пальцам одной руки.

Может, шаровая молния и в самом деле настолько редкое явление, что даже при такой тотальной «телефонизации» умудряется не попадать в объектив случайного смартфона? Давайте оценим вероятность встречи с этим явлением природы, исходя из числа свидетельств о подобных событиях. Благо, в статье из УФН есть раздел, так и озаглавленный: «Вероятность наблюдения и появления шаровой молнии».

В нем утверждается, что, согласно опубликованным в 1966 г. данным NASA (Rayie W.D. Rail lightning characteristics. — NASA Tech. Note. NASA3TN3D3138. — 1966.), среди 4400 опрошенных сотрудников аэрокосмического агентства США 180 наблюдали шаровую молнию, то есть каждый 25-й. Там же сообщается, что некий венгерский исследователь в 1987 г. обратился к очевидцам шаровой молнии через газеты, которые охватывали 1,5 млн подписчиков, и получил описания 520 шаровых молний, которые наблюдали примерно 1500 человек, то есть шаровую молнию хоть раз в жизни видел один из 1000 подписчиков. В том же году от читателей этих газет он получил 39 новых сообщений о наблюдениях шаровых молний, что дает представление о числе встреч с этим явлением природы за год в аудитории в 1,5 млн человек.

Фото 2. Можно найти в сети и пару довольно эффектных видеозаписей появления шаровых молний в помещениях. Даже если это не фейк, возникает вопрос, почему их так мало? Судя по количеству устных свидетельств, фото и видео с шаровыми молниями должно быть такой же обыденной вещью, как, скажем, видеоприколы с домашними животными.

На основании этих данных автор статьи на стр. 58 вычислил вероятность встречи с шаровой молнией. Согласно его подсчетам, вероятности наблюдения шаровой молнии в течение жизни человека составляет приблизительно P=10^-2,2±0,5. Даже если взять нижний предел, получается, что шаровую молнию в течение жизни встречает на своем пути один из 500 человек. А это значит, что в одной только России таких счастливчиков насчитывается 292 тысячи. При средней продолжительности жизни в 73 года получаем, что в год шаровая молния в нашей стране должна попадаться на глаза 4000 очевидцам. Если б хотя бы каждый десятый из них достал свой мобильник, то мы имели бы каждый год 400 снимков или видеозаписей этого таинственного явления природы. То есть Рунет, по идее, должен кишеть шаровыми молниями. Не говоря о всемирной сети в целом, поскольку Россия далеко не единственная в мире страна, чьи граждане вооружены смартфонами, и далеко не первая по их числу на душу населения.

Фото 3. Несколько более распространены фото со следами визитов шаровых молний, но опять же их число не поражает воображение.

Но смартфоны – это еще не все. В той же статье подсчитано: чтобы попадаться на глаза столь многим, средняя плотность появления шаровых молний на поверхности Земли должна составлять W=10^1,3±1,0 км^-2 год^-1, то есть как минимум две шаровые молнии на квадратный километр в год. Для сравнения: частота появления обычных молний, по данным автора той же статьи, составляет 5,4±2,1 км^-2 год^-1. Если брать по нижнему пределу, то шаровые молнии появляются всего в 1,5 раза реже, чем обычные, а по средним значениям их должно возникать в 4 раза больше.

Положим, обычную молнию трудно не заметить. Причем в радиусе нескольких километров. В то время как шаровые молнии – куда менее масштабное явление и, по данным анализа свидетельств в той же статье, примерно половина их наблюдается внутри помещений с расстояний менее 3 м, а 80% – с расстояний менее 20 м. С другой стороны, живет шаровая молния не миллисекунды, а, порой, несколько минут. Бери да снимай. Какие проблемы?

Площадь Москвы составляет 2 511 кв. км, то есть в одной только столице нашей Родины ежегодно должны зажигаться более 5 тыс. электрических «воздушных шариков», в среднем по 13,7 штук в день. При этом известно, что в Москве установлено порядка 200 тыс. камер наблюдения, которые не смыкают глаз 24 часа в сутки, озирая подъезды, дворы, поликлиники, школы, транспорт, вокзалы, улицы, парки, глухие закоулки и т.д. Прибавим к этому сотни тысяч видеорегистраторов на автомобилях и всевозможные охранные системы автостоянок, складов, магазинов, различных предприятий и организаций. Мы должны были утонуть в потоке видеозаписей шныряющих повсюду шаровых молний. Но их нет! Таких записей – наперечет, что никак не вяжется с числом устных свидетельств о подобных встречах.

В чем причина этого противоречия, которое НИКС на правах первооткрывателя осмеливается назвать парадоксом шаровой молнии? Видимо, в том, что процент, мягко скажем, фантазеров среди населения этой планеты гораздо больше, чем можно подумать, глядя на лица окружающих. И специалисты NASA, кстати, не исключение. Более того, процент фантазеров среди них, судя по всему, гораздо выше среднего. Думается, что этот нехитрый вывод следует учитывать не только при анализе ситуации с шаровыми молниями.

P.S. НИКС вовсе не намерен утверждать, что все рассказы о шаровых молниях – выдумка, а все фото- и видеоматериалы о встречах с ними – фальшивки. Доказательства реального существования этого феномена есть, хотя и не столь эффектные как те, что гуляют по всемирной сети. Например, однажды это природное явление случайно попало в поле зрения научных приборов. Это произошло 23 июля 2012 года в горах Китая, где ученые исследовали обычные молнии с помощью двух спектрографов, оснащенных видеокамерами. Этот случай описан в статье Observation of the Optical and Spectral Characteristics of Ball Lightning, опубликованной в Physical Review Letters в январе 2014 года.

Фото 4. Шаровая молния попала в самый край кадра видеокамеры спектрометра; (а) – момент зарождения шаровой молнии в месте удара обычной молнии; (b) – через 20 мс обычная молния исчезла, а шаровая осталась.

Китайские ученые пишут, что шаровая молния в тот день появилась в 21:54:59 по пекинскому времени во время грозы на расстоянии около 0,9 км от приборов. Так как дело происходило после наступления темноты, разглядеть что-либо, кроме самих молний, на кадрах оказалось невозможно (фото 4). Свечение шаровой молнии длилось 1,64 с.

Фото 5. Увеличенное изображение части кадра с шаровой молнией.

На фото 5 даны увеличенные изображения шаровой молнии. Средняя скорость ее перемещения по кадру составила 8,6 м/с, но она могла перемещаться и вне плоскости кадра, поэтому реальная ее скорость должна быть больше. По мере угасания цвет шаровой молнии менялся, а ее видимый диаметр уменьшался с 8 до 2 м. Однако это лишь размер области свечения, зафиксированной видеокамерой. Сама молния могла иметь в разы меньший диаметр. Интересно, что шаровая молния мерцала с частотой 99,4 Гц, что, скорее всего, коррелирует с удвоенной частотой тока 50 Гц в проводах проходившей в 20 м от места появления феномена высоковольтной линии электропередач. Температура объекта находилась в диапазоне 15 000 – 30 000 К.

Но главный результат – это спектр, в котором наблюдались линии кремния, железа и кальция, а это значит, что шаровая молния состояла из элементов почвы, в которую ударила обычная молния. Эти данные окончательно опровергли предположение, что шаровая молния – это лишь обман зрения, порожденный вспышкой обычной молнии в сетчатке глаза. Более того, это значит, что шаровая молния не только реально существует, но и является вполне себе материальным объектом, а не просто оптической иллюзией, миражом в атмосфере.

Словом, реальность шаровой молнии сомнений не вызывает. В отличие от большинства рассказов о встречах с ней.

Холдинг НИКС – это сеть из более чем 100 магазинов цифровой техники по всей России; это инжиниринговый центр по проектированию высокотехнологичных производств «Проектмашприбор», на 75% принадлежащий компании НИКС и на 25% – Госкорпорации «Ростех»; это нанотехнологическая лаборатория, в стенах которой разработаны и изготовлены сканирующие туннельные микроскопы, исследуется квантовый электронный транспорт в металлических наноструктурах, ведутся работы по квантовым вычислениям.