As pessoas sempre consideraram o raio uma arma dos deuses. Entre os gregos antigos, Zeus, o Trovão, governava os relâmpagos e, entre os hindus, o rei do céu, Indra. Os antigos vikings, que comeram agarics, claramente distinguiram o punho relâmpago de Thor no céu. Os eslavos de mente aberta geralmente armavam todo mundo com eletricidade - do deus pagão Perun ao profeta cristão Ilya. Referências ao poder excepcional da arma do trovão podem ser encontradas em todas as religiões.
Na mitologia indiana, Indra atingiu a cobra gigante Vritra, forjada por ferreiros subterrâneos com vajra-relâmpago, enredada nas águas da terra. O dispositivo de qualquer boa arma geralmente é mantido em profundo sigilo - os relâmpagos não são exceção. Embora as pessoas tenham aprendido pelo menos a se proteger de raios (ao custo da vida de vários testadores de pára-raios), ainda somos incapazes de reproduzir esse fenômeno elétrico aparentemente simples. Os deuses guardam seus segredos com zelo. Os desenvolvedores modernos de armas elétricas só podem se perguntar como a antiga Índia, tecnicamente atrasada, foi capaz de estabelecer a produção industrial de vajras.
Três faces do relâmpago
Antes de tentar descobrir se é possível repetir na vida real a experiência militar dos deuses indianos, resumimos brevemente o pouco que a humanidade sabe sobre os raios. Na natureza, existem três tipos de descargas elétricas gigantes, que são acompanhadas por relâmpagos na atmosfera e trovões. Na maioria das vezes, vemos relâmpagos lineares, um pouco menos frequentemente suas subespécies - relâmpagos planos, que não atingem o solo, mas correm ao longo da superfície das nuvens de tempestade. Às vezes, você pode observar um relâmpago claro, que é uma cadeia de pontos brilhantes e brilhantes. E é muito raro encontrar um raio de bola infame. Apenas raios lineares são relativamente bem estudados. Quase nada se sabe sobre os outros dois. Em condições de laboratório, foi possível obter apenas semelhanças de raios - corona e descargas luminescentes. A única coisa que eles têm em comum com o raio real éque eles também consistem em plasma.
Como Franklin e Lomonosov estabeleceram no século 18, o relâmpago linear é uma centelha longa. O mecanismo exato de sua ocorrência é desconhecido. Uma das teorias do raio diz que antes do início de uma tempestade, áreas locais da Terra são carregadas positivamente e as bordas inferiores das nuvens negativamente. Isso porque as gotículas de água que saturam o ar pré-temporal, sob a influência do campo elétrico terrestre, adquirem carga negativa. Como nosso planeta em geral também tem carga negativa, sob a ação de seu campo, gotículas com carga negativa sobem para as nuvens e as positivas para a Terra, onde se acumulam, criando regiões carregadas.
De acordo com outra teoria, as cargas atmosféricas são separadas durante o ciclo da água na natureza. Íons livres carregados positiva e negativamente "aderem" a partículas de vapores de aerossol, que são sempre abundantes na atmosfera devido à radiação natural e aos raios cósmicos. Em partículas de aerossol carregadas, à medida que sobem em correntes ascendentes de ar, as gotículas de água crescem. A condensação de água em torno de partículas carregadas negativamente é dezenas de milhares de vezes mais rápida, de modo que as gotículas são mais pesadas e voam mais devagar. Como resultado desse processo, as partes inferiores das nuvens são carregadas negativamente e as partes superiores são carregadas positivamente. Nesse caso, a parte inferior da nuvem "direciona" uma carga positiva para a área da Terra localizada abaixo dela.
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Existem outras teorias sobre a ocorrência de condições pré-tempestade. Seja qual for a realidade, o principal é que como resultado, da superfície da terra e da nuvem, se obtém algo como o tamanho monstruoso de um capacitor, entre as placas das quais está prestes a escapar uma descarga. Mas mesmo o ar saturado com vapor d'água é um dielétrico, isto é, conduz eletricidade de forma fraca. Os canais de plasma desempenham o papel de fios gigantes que conectam as nuvens à superfície da Terra. Em algum ponto, aglomerados quase invisíveis e fracamente luminosos de partículas ionizadas - os líderes - começam a se mover das nuvens em direção à Terra a uma velocidade de várias centenas de quilômetros por segundo. Os caminhos dos líderes tendem a ser em ziguezague. Cada líder em seu caminho ioniza as moléculas de ar, criando um canal de plasma com maior condutividade. Perto da superfície, mais e mais ramos condutores - flâmulas - avançam em direções diferentes do líder. Assim que o líder atinge o solo, uma descarga reversa brilhante brilhante (também conhecida como principal) corre através do canal que ele colocou.
A velocidade da descarga principal é cem vezes maior que a do líder. Assim, o flash dura uma fração de segundo. Conseguimos perceber o raio porque as descargas se repetem várias vezes. Devido aos intervalos de tempo entre eles, parece ao observador que o raio está piscando. O diâmetro do líder pode atingir vários metros, mas a espessura da descarga não excede vários centímetros. O diagrama acima de relâmpagos lineares explica muito, mas não tudo. Se o relâmpago é uma descarga, então por que ocorre em intensidades de campo elétrico muito baixas (em uma escala planetária)? Ou, por exemplo, por que os raios têm 100 km de comprimento ou mais, mas nunca mais curtos do que centenas de metros?
O comportamento do relâmpago claro é ainda mais misterioso. Esses relâmpagos parecem comuns, mas por algum motivo eles se dividem em segmentos luminosos separados, separados por constrições escuras. É muito semelhante a contas brilhantes estendidas no céu. Quem e o que "aperta" o raio é desconhecido. Nesse sentido, muitas teorias foram criadas, mas nenhuma delas permitiu obter em condições de laboratório algo nem remotamente semelhante a um raio claro. E, finalmente, a rainha da bola é a bola de fogo sinistra. O comportamento do relâmpago bola, de acordo com vários cientistas, às vezes geralmente está "além das leis da ciência". O relâmpago bola foi classificado com sucesso, dividindo-se, como coisas vivas, em classes, famílias, espécies e subespécies, mas eles não podiam entender sua natureza interna.
Sabe-se que na maioria das vezes eles se originam quando um raio comum cai. Mas às vezes eles surgem espontaneamente. O diâmetro médio de um raio varia de 10 a 30 cm. Eles brilham como lâmpadas de 100 watts. Com base no nível de brilho e tamanho, os cientistas fizeram suposições sobre a massa do relâmpago (6-7 g), sua energia (10.000 J, que corresponde aproximadamente ao consumo de energia de 10 fornos elétricos domésticos) e temperatura (300-4500C).
Infelizmente, essas avaliações também não nos aproximam de desvendar os segredos do relâmpago bola, apelidado de relâmpago assassino por sua tendência de "atacar" as pessoas. Os poucos sobreviventes do encontro da bola de fogo dizem que não sentiram o calor saindo de perto. Sobre o que então 4000C teórico, pergunta-se, podemos falar? E às vezes acontecia que após a explosão de um minúsculo raio, de 5 a 6 cm de diâmetro, a destruição permanecia, o que acontece quando a energia é liberada em mais de um milhão de joules. A forma de movimento do raio esférico desperta grande curiosidade. Normalmente sua velocidade é de vários centímetros por segundo - eles apenas flutuam nas correntes de ar. Mas às vezes, sem nenhum motivo, com completa calma, eles de repente saltam do lugar como loucos e "correm" em uma direção ou outra. Na maioria das vezes - para pessoas ou animais.
Arma relâmpago
Embora não entendamos o raio, pode-se argumentar que, se pudermos recriar com precisão as condições para sua aparência, eles podem ser obtidos artificialmente. Talvez até seja possível usar raios artificiais (afinal, para controlar um mecanismo complexo, não é necessário compreender a fundo sua estrutura). Voltamos à questão colocada no início do artigo. Como criar uma arma dos deuses? Em outras palavras, o que Indra precisava para fritar o Vritra? Para começar, digamos que Indra estava usando um raio de linha regular. A julgar pela descrição, o efeito de usar o vajra se assemelha mais ao golpe dela. Conseqüentemente, o deus indiano teve que estocar um poderoso estoque de carga eletrostática.
O campo elétrico entre Indra e a astuta serpente deveria ser de cerca de um bilhão de volts. A capacidade de tal capacitor indro-vritra será igual a cerca de um milésimo da capacidade da terra, e a energia sairá de escala por cem bilhões de volts. A corrente que fluía entre Indra e a serpente era de dezenas de milhões de amperes. Isso é o suficiente para derreter um porta-aviões. Mas Vritra precisava ser aterrado de maneira mais confiável. Com isso (devemos prestar homenagem aos hindus) Indra não faltou. Afrescos antigos o mostram voando alto nas nuvens, enquanto Vritra, ao contrário, está em solo úmido. Finalmente, o deus teve que criar um canal de plasma entre seu armazenamento de eletricidade e Vritra, inventando um substituto para o líder. A chama de um queimador de gás de vários quilômetros de comprimento seria adequada aqui (como muitoscomo era antes do oponente de Indra) ou um poderoso feixe de laser. Você pode sobreviver de meios mais simples - por exemplo, um prato parabólico gigante. Se você fizer seu diâmetro um pouco mais de um quilômetro, pode iniciar um poderoso raio de sol, que ioniza o ar. É, em princípio, possível fazer tudo isso. Mas quanto vai custar? Temos que admitir que os antigos estavam certos: o raio é a arma dos deuses.
Yuri Granovsky
