As primeiras evidências escritas da observação de relâmpagos esféricos datam de 1638, quando na Inglaterra um relâmpago esférico de dois metros atingiu a igreja, matando e ferindo muitos paroquianos, causando sérios danos ao edifício.
Vários séculos se passaram desde então, milhares de observações foram registradas, mas ainda não há clareza a respeito dos relâmpagos. Centenas de hipóteses foram apresentadas para a formação e estrutura desse objeto, mas nenhuma delas pode explicar todas as propriedades surpreendentes do raio de bola. Apenas o famoso Nikola Tesla sabia uma vez como fazer e demonstrou publicamente o raio bola, mas ele nunca revelou este segredo.
Nem bola e nem raio
Um raio linear de tempestade entre uma nuvem e o solo começa com o fato de que, devido à alta intensidade do campo elétrico, um líder aparece na nuvem - um canal de ar altamente ionizado, cuja ponta se move até o solo em saltos de várias dezenas de metros com mudança de direção.
Como resultado, um canal eletricamente condutivo quebrado para o solo é criado, ao longo do qual no próximo - a fase principal do relâmpago com trovão e brilho intenso, a parte principal da carga é transferida do solo para a nuvem. No ponto inicial do movimento da carga e em cada curva da trajetória, um vórtice componente do campo eletromagnético é criado, que se separa do campo geral e dá início a uma vida independente.
Com uma energia baixa, o vórtice desprendido se espalha sem deixar vestígios no espaço, mas com uma energia alta, seu destino pode ser completamente diferente. Com energia suficiente, um vórtice eletromagnético ioniza o ar para formar um plasma. Assim como o plasma da ionosfera da Terra reflete ondas de rádio curtas e médias sem liberá-las dessa armadilha para o espaço, assim como o plasma de um vórtice eletromagnético pode formar uma camada externa que prende o vórtice eletromagnético em uma armadilha.
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Acontece o que na física é chamado de soliton ou onda solitária que pode existir nessa forma por algum tempo. As condições necessárias para isso são a não linearidade e a dispersão são propriedades inerentes ao plasma. Este soliton é o relâmpago da bola. Alguns chamam de plasmóide, mas isso é incorreto, pois a causa raiz de sua formação não é plasma, mas um vórtice eletromagnético. O plasma, por outro lado, é um fator secundário gerado por um vórtice eletromagnético. Portanto, a essência do relâmpago bola deve ser expressa corretamente pelo termo "soliton eletromagnético".
Evapora joias
O plasma da ionosfera na incidência perpendicular do feixe reflete ondas eletromagnéticas apenas daquelas frequências que estão abaixo da chamada frequência crítica, determinada pela densidade do plasma. Mas as ondas com frequências acima dessa frequência passam livremente pelo plasma. É por isso que as ondas de rádio curtas e médias voltam à Terra e não passam para o espaço, e para as ondas ultracurtas a ionosfera é transparente.
O vórtice eletromagnético de um raio esférico pode ter um amplo espectro de frequências. Se a frequência crítica do envelope de plasma for mais alta do que as frequências do espectro do vórtice, então o campo externo do raio bola é pequeno e o raio bola carregando uma energia enorme não aquece os objetos circundantes. Mas se uma pequena parte do espectro estiver acima da frequência crítica, o relâmpago pode ter um campo externo suficientemente poderoso que pode aquecer objetos distantes ao redor - objetos de metal, objetos contendo água, incluindo o corpo humano.
Em particular, é por esta razão que ocorre a evaporação imperceptível de anéis e correntes nas pessoas durante o voo de relâmpagos, falhas e danos a computadores e outros dispositivos eletrônicos. O campo externo de tal bola de relâmpago pode afetar a atividade cerebral de uma pessoa - uma pessoa nesta situação pode se descobrir, como se estivesse sob hipnose, incapaz de qualquer ação.
Como uma gota d'água
Mas o plasma não é apenas uma coleção de íons e elétrons. Devido às forças coletivas de interação entre muitas partículas carregadas, um plasma pode se comportar como um líquido. Nesse caso, as formações de plasma possuem tensão superficial, que determina a tendência a um volume mínimo, como uma gota d'água.
Portanto, após a formação inicial de um soliton, o envelope de plasma tende a comprimir o vórtice. Nesse caso, a densidade do plasma aumenta e a casca do sótão, antes invisível aos olhos, pode começar a brilhar em vermelho, laranja e mais adiante no arco-íris. Com uma alta densidade de plasma, o brilho pode ir para a região ultravioleta e, em seguida, relâmpagos em bola à noite geralmente se tornam invisíveis ao olho humano, mas contra um fundo claro parecerá cinza ou preto.
Convidados ardentes do underground
De acordo com as estatísticas, cerca de 20 por cento das observações de relâmpagos bola ocorrem em tempo claro. Acontece que não apenas raios lineares podem gerar raios esféricos. Durante terremotos, voos de relâmpagos são frequentemente observados. Nos laboratórios científicos de Denver (EUA) e Tomsk (Rússia), constatou-se que sob alta pressão de amostras de rochas, ocorre emissão de ondas eletromagnéticas. Dispositivos já foram criados para alertar os mineiros sobre a aproximação de uma explosão de rocha.
Uma bola brilhante que circulou no ar foi capturada em 2014
Nas entranhas do planeta, com verdadeiras grandes fraturas de rochas, podem ser gerados fluxos de ondas eletromagnéticas de enorme energia. Nesse caso, o ponto de falha ativo se move em velocidade variável ao longo de um caminho interrompido, o que cria componentes de vórtice no fluxo eletromagnético.
Passando pelas rochas sobrejacentes, o fluxo eletromagnético perde parte de sua energia, mas o que resta é frequentemente o suficiente para aquecer a água do mar, fazer o céu brilhar ou queimar as folhas das plantas, etc. Esses efeitos costumam ser acompanhados por fortes terremotos. Pois bem, os vórtices eletromagnéticos, também escapando para a atmosfera, podem gerar solitons na forma de relâmpagos esféricos, como os que surgem durante uma tempestade.
Se ao longo do caminho do fluxo existem as chamadas lentes geológicas de rochas com uma constante dielétrica diferente, então a focalização do fluxo eletromagnético pode ocorrer com um aumento significativo nos efeitos produzidos, inclusive no que diz respeito aos relâmpagos. Nesses casos, o relâmpago pode nascer mesmo com dinâmica tectônica de baixa intensidade, não percebida pelas pessoas na superfície da terra.
Estes não são alienígenas
Um objeto luminoso retirado da Lua em 1970 da espaçonave Apollo 13. Bola relâmpago também?
Além da atividade das tempestades e dos processos tectônicos instáveis, os relâmpagos, em princípio, também podem ser gerados por vórtices eletromagnéticos vindos do espaço do Sol e de outros corpos celestes. A propósito, os relâmpagos podem ocorrer não apenas nas camadas superficiais da atmosfera terrestre.
Os pilotos costumam encontrá-los em grandes altitudes. Lá eles podem ser grandes e ter um poderoso campo eletromagnético externo. Nesse caso, podem surgir conflitos entre os pilotos e os serviços de solo quando esses objetos, reais para os pilotos, não são observados por radares de alcance centimétrico (podem ser observados nas escalas de metros e decímetros). Objetos luminosos são freqüentemente vistos na lua. Nós os vimos em Marte, embora a densidade da atmosfera seja muito menor do que a da Terra.
É bem possível que as grandes bolas de luz que intrigavam os astronautas americanos na Lua desde a missão da Apollo 11 fossem apenas bolas de fogo, e não naves alienígenas. O escapamento dos motores das espaçonaves em funcionamento criou campos eletromagnéticos com vórtices. Ao mesmo tempo, a exaustão criou uma zona local de densidade atmosférica aumentada.
Acontece que o termo "bola de relâmpago" deve ser reconhecido como incorreto, uma vez que esse objeto nem sempre está relacionado a raios. Além disso, um soliton eletromagnético pode ter a forma não apenas de uma bola, mas também de outras formas de corpos de revolução. Apenas a familiaridade com o termo "bola de relâmpago" justifica o uso deste termo neste contexto.
BTW
Gatos veem o invisivel
Vários casos de observação de relâmpagos esféricos são descritos em um grande número de publicações. Vamos relembrar suas propriedades principais. Em forma, pode ser uma bola, elipsóide, pêra, toróide (donut), cilindro. Seu tamanho varia de alguns centímetros a vários metros ou mais. Às vezes, o relâmpago pode ser invisível ou transparente. Relâmpagos invisíveis ao olho humano são frequentemente observados apenas em telas de radar (então eles são chamados de anjos). Alguns animais de estimação, como gatos, também podem vê-los.
Mas, de alguma forma, em Moscou, assim como no Canadá, ao anoitecer, um relâmpago bola completamente transparente foi observado, no qual apenas a circunferência da concha era ligeiramente visível. É claro que durante o dia ou com muita luz, esses raios seriam completamente invisíveis.
Mas os relâmpagos são frequentemente bem observados, brilhando em branco, vermelho, amarelo ou laranja. Menos comumente, é verde, azul e roxo. E era muito raro que um raio de bola cinza ou preta fosse observado.
A vida útil de um raio bola é de dez segundos a vários minutos, no final da vida ocorre uma explosão ou desaparecimento. Esse fim de vida é compreensível - a energia do vórtice eletromagnético diminui com o tempo e, ao mesmo tempo, a densidade do plasma e a frequência crítica diminuem. Portanto, em algum ponto, o plasma perde sua capacidade de manter o vórtice eletromagnético na armadilha e o soliton é destruído. Com um amplo espectro de vórtices, a destruição ocorre suavemente e o raio desaparece sem uma explosão, e com um espectro estreito, o soliton é destruído muito rapidamente, com uma explosão.
A trajetória do relâmpago é praticamente imprevisível para uma pessoa (aliás, ele pode se mover contra o vento), uma vez que a distribuição do potencial eletromagnético da área ou sala que determina sua trajetória, onde o relâmpago está localizado, é desconhecida para uma pessoa. Sim, além disso, o próprio raio pode alterar esta imagem devido à indução eletromagnética. É por isso que é quase impossível prever sua trajetória. Isso também determina o "amor" do raio bola por objetos de metal.
Considerando que a base do relâmpago é um vórtice eletromagnético, torna-se clara sua capacidade de passar através de vidros, roupas e, em geral, por quaisquer dielétricos que sejam transparentes ao vórtice. À medida que o vidro passa, o plasma do soliton sai naturalmente na espessura do vidro, mas o resto do envelope de plasma é preservado, mantendo o próprio vórtice eletromagnético, para o qual o vidro é transparente. Às vezes, um pequeno orifício se forma no vidro, mas isso não é necessário - é um efeito colateral. Os casos conhecidos de aparecimento de relâmpagos esféricos na cabine de uma aeronave em vôo sem quebrar a estanqueidade e em salas confiavelmente fechadas comprovam isso.
O único local onde a ocorrência de raios esféricos é, em princípio, impossível é a chamada gaiola de Faraday com paredes de malha ou metal maciço, piso e teto.
Vamos contar
Caldeira muito potente
Um incidente perto da cidade de Perechina na Transcarpática, que aconteceu em agosto de 1962, quando por volta das 11 horas da noite, um raio bola do tamanho de uma bola de tênis atingiu uma calha com água para o gado nos permite estimar a quantidade de energia em um raio bola. Em dez segundos, a água do cocho evaporou completamente e as rãs fervidas permaneceram no fundo do cocho.
Havia cerca de 110 litros de água no cocho. O cálculo mostra que para aquecer e evaporar tal quantidade de água, cerca de 80 kWh de energia deve ser gasto, ou seja, a ordem do consumo mensal de energia de um pequeno apartamento.
Ao mesmo tempo, os relâmpagos desenvolveram uma potência de cerca de 27 milhões de watts, dezenas de milhares de vezes superior à potência de um microondas doméstico. A energia desse tipo de raio esférico acabou sendo bastante considerável, mas o raio linear, que gera o raio bola, pode ter uma energia muito mais alta. As emissões de energia das fraturas de rochas nas profundezas também podem ser muito grandes. Bem, e não há nada a dizer sobre vórtices eletromagnéticos de origem cósmica. Todas essas circunstâncias, aliás, apóiam a versão acima da formação e dispositivo do relâmpago esférico ou, mais precisamente, não a refutam.
O QUE FAZER?
Não vire as costas para ela
Possuindo grande energia, os relâmpagos podem às vezes causar a destruição de edifícios e estruturas, matar e mutilar pessoas. O que você deve fazer se um raio bola aparecer perto de você? Primeiro, não há necessidade de se assustar e jogar objetos nela. Afinal, os casos trágicos são muito raros. Se a situação permitir, é útil colocar objetos de metal e dispositivos eletrônicos longe de você. Não há necessidade de fazer ligações ou tocar em roupas e cobertores feitos de materiais sintéticos que podem eletrificar. Seria bom abrir a janela, permitindo que o relâmpago esférico voasse para a rua.
Em segundo lugar, sem confusão, você precisa ficar no lugar ou se afastar do convidado perigoso com movimentos suaves, sem virar as costas para ela. Se você estiver usando roupas sintéticas ou roupas íntimas, é melhor não se mover. Você também precisa avisar calmamente seus colegas ou membros da família sobre o perigo e aconselhá-los a não fazer movimentos bruscos e não se aproximar de um raio bola. Se a pessoa atingida por um raio perder a consciência, ela precisa prestar os primeiros socorros e, imediatamente após a saída do raio, chamar uma ambulância.
Bem, no plano social, a humanidade definitivamente precisa aprender a criar e usar o relâmpago. Assim, será possível criar veículos elétricos com autonomia de centenas de quilômetros sem baterias de centenas de quilos e milhares de outros dispositivos ecologicamente corretos e altamente eficientes.
