Природа шаровой молнии

Природа шаровых молний оставалась загадкой для ученых на протяжении многих столетий. Даже само существование этого феномена в силу его редкости неоднократно подвергалось сомнению, хотя свидетелями его проявления выступали самые уважаемые и авторитетные люди (философ Сенека, Плиний Старший, Карл Великий, Генрих II Английский, Нильс Бор, Петр Капица и др.).В 1753 году российский ученый Георг Рихман (1711-1753),  был убит именно огненным шаром, сорвавшимся с громоотвода во время рискованных опытов с атмосферным электричеством (проводимых совместно с Михайло Ломоносовым), став тем самым первым человеком, погибшим при проведении электротехнических экспериментов.

Большинство описаний наблюдения шаровой молнии сводится к изображению зависающего в пространстве или неторопливо движущегося по воздуху огненного шара диаметром до 40 сантиметров (иногда объект имеет и грушевидную форму). Этот шар способен менять свой цвет от красного и желтого до голубого и сохранять свою форму на протяжении нескольких секунд или - в редких случаях - даже минут. Затем он исчезает или взрывается с потрясающими разрушениями. Шаровая молния испускает очень небольшое количество тепла, но при этом проплавляет дырки в оконных стеклах; перемещается, подобно газовому облаку, а отдельные шарики могут сливаться друг с другом, как капельки жидкости или ртути. Многие ученые считают, что шаровая молния - это плазменный сгусток, порождаемый ударом молнии в землю, однако конкретные механизмы формирования шаровой молнии до сих пор не раскрыты, несмотря на все обилие предложенных теорий (в число которых, впрочем, входят и весьма экзотичные, что берутся объяснить все эффекты вторжением черных дыр, ядерными мини-взрывами или взаимодействием с антиматерией).

Все гипотезы, касающиеся физической природы шаровой молнии, можно разделить на две группы. В одну группу входят гипотезы , согласно которым шаровая молния непрерывно получает энергию извне. К другой группе относятся гипотезы, согласно которым шаровая молния после возникновения становится самостоятельно существующим  объектом. Одной из таких гипотез является кластерная теория.

 

Кластерная теория (И.П. Стаханова)
Кластер - это положительный или отрицательный ион, окруженный своеобразной "шубой" из нейтральных молекул. Если ион окружен молекулами воды, его называют гидратированным.
Молекулы воды в силу своей полярности удерживаются вблизи ионов силами электростатического притяжения. Два и более гидратированных иона могут объединяться в нейтральный комплекс. Вот из таких комплексов и состоит, согласно гипотезе Стаханова, вещество шаровой молнии. Таким образом, предполагается, что в шаровой молнии каждый ион окружен "шубой" из молекул воды.

 

Согласно этой теории, шаровая молния представляет собой самостоятельно существующее тело (без непрерывного подвода энергии от внешних источников), состоящее из тяжелых положительных и отрицательных ионов, рекомбинация которых сильно заторможена вследствие гидратации ионов.