Шаровая молния — один из тех феноменов, о которых слышали почти все, но который упорно не желает поддаваться строгому научному описанию. Очевидцы рассказывают о светящемся шаре, который плывёт по воздуху, иногда проникает в помещения и исчезает без следа. Одни считают её редкой формой плазмы, другие — оптической иллюзией, а третьи вообще сомневаются, что она существует.

Что описывают наблюдатели

Чаще всего шаровую молнию видят во время грозы. Это парящая сфера — обычно размером с теннисный мяч или чуть больше — с неровными краями и неярким, но отчётливым свечением. Цвет варьируется от желтоватого до красноватого и синеватого. Шар может двигаться медленно, иногда зависать на месте, а затем либо тихо гаснет, либо взрывается с громким хлопком. Свидетели утверждают, что он способен проходить сквозь стёкла и даже кирпичные стены, не оставляя повреждений.

Физики долго отмахивались от таких рассказов, считая их выдумками или ошибками восприятия. Но накопилось слишком много независимых описаний, чтобы просто игнорировать феномен. В 2014 году китайские учёные случайно записали спектр шаровой молнии во время грозы в Тибете — и впервые получили объективные данные о её составе. Подробнее об этом случае мы рассказывали в материале Шаровая молния: что показал спектр, пойманный на Тибете.

Почему физики сомневаются

Главная проблема — воспроизводимость. Обычную молнию можно изучать в лаборатории, запуская электрические разряды. Шаровую молнию никто не научился создавать по заказу. Она возникает редко, живёт секунды, и предсказать её появление невозможно. Поэтому часть научного сообщества до сих пор считает, что за шаровую молнию принимают другие явления: например, короткое замыкание на линиях электропередач, горение газов или даже галлюцинации, вызванные магнитными полями во время грозы.

Однако скепсис не объясняет все наблюдения. Слишком уж похожи описания у людей из разных стран и эпох. В 1195 году монах из Кентербери записал, как из чёрной тучи вылетел огненный шар и с грохотом упал в реку. В XIX веке о шаровой молнии писали как о редком, но вполне реальном атмосферном явлении. А в 2008 году в Волгограде шаровая молния оставила на оконном стекле странный силуэт, напоминающий голову пришельца, — об этой истории у нас есть отдельный материал Шаровая молния выжгла на стекле силуэт пришельца.

Откуда берётся светящийся шар

Единой теории нет, но одна из самых обсуждаемых связывает шаровую молнию с обычной молнией, ударившей в землю. Когда разряд попадает в почву, он может испарить минералы — кремний, железо, кальций. Образовавшееся облако раскалённых частиц вступает в реакцию с кислородом воздуха и начинает светиться. Такой плазменный шар может существовать несколько секунд, медленно дрейфуя в потоках воздуха.

Эта гипотеза хорошо объясняет, почему шаровую молнию видят именно после ударов молний в землю, и почему в её спектре находят элементы почвы. Но она не отвечает на вопрос, как шар проходит сквозь стены. Возможно, это иллюзия: шар не проникает сквозь преграду, а обходит её или образуется заново с другой стороны. А может быть, плазма способна просачиваться через микротрещины в материалах. Пока это лишь предположения.

Опасна ли шаровая молния

Обычная молния убивает мгновенно: температура канала достигает 27 700 °C — в пять раз горячее поверхности Солнца. Шаровая молния выглядит куда безобиднее, но и она может навредить. Известны случаи, когда шар взрывался рядом с людьми, вызывая ожоги и контузии. Иногда он поджигал предметы. Однако чаще всего шаровая молния просто исчезает, не причинив вреда.

Статистика по шаровой молнии не ведётся — слишком редки и плохо задокументированы случаи. Для сравнения: обычная молния в США ежегодно поражает около 270 человек, и лишь 10% из них погибают. Вероятность быть поражённым молнией в течение жизни — примерно 1 к 15 300. Шанс встретить шаровую молнию оценить невозможно, но, судя по количеству свидетельств, он ненамного ниже.

Что остаётся загадкой

Шаровая молния — редкий случай, когда наука признаёт существование явления, но не может объяснить его механизм. Слишком мало данных, слишком короткая жизнь объекта, слишком много противоречий в описаниях. Одни видят шар размером с горошину, другие — с футбольный мяч. Одни говорят о тихом шипении, другие — о взрыве. Возможно, под названием «шаровая молния» скрываются несколько разных феноменов, которые мы пока не умеем различать.

Но именно эта неопределённость и притягивает внимание. Ведь если шар действительно состоит из плазмы и способен существовать без внешнего источника энергии хотя бы несколько секунд, это может изменить наши представления о физике плазмы. А если он умеет проходить сквозь материю — как мы писали в статье Шаровая молния проходит сквозь стены — физики в тупике — то перед нами явление, которое бросает вызов привычным законам.

Шаровая молния — пожалуй, самый ускользающий феномен из всех, что рождает гроза. Обычную молнию физики изучили вдоль и поперёк: знают, как она бьёт, куда, с какой силой. А вот светящийся шар, который, по рассказам, плавает в воздухе и проходит сквозь стены, до сих пор остаётся на границе между лабораторным фактом и охотничьей байкой.

Что говорят очевидцы

Описания шаровой молнии удивительно похожи, хотя свидетели не сговаривались. Это сфера размером с грейпфрут или футбольный мяч, реже — до метра в поперечнике. Светится, как перегретая лампочка, но не слепит. Держится в воздухе от пары секунд до минуты, иногда дольше. Двигается неспешно, будто разглядывает дорогу, может зависнуть, изменить направление, просочиться сквозь оконное стекло или кирпичную кладку.

Чаще всего шаровую молнию видят во время грозы, сразу после удара обычной молнии. Но бывают сообщения и о появлении шара в ясную погоду — правда, таких случаев заметно меньше, и к ним учёные относятся с особым недоверием.

Что думает наука

Долгое время научное сообщество отмахивалось от рассказов о шаровой молнии. Слишком уж невероятно звучало: плазменный сгусток, который живёт своей жизнью и не подчиняется законам обычного разряда. Однако к концу XX века накопилось столько свидетельств, что игнорировать их стало неприлично. Сейчас существование явления признают, но вот объяснить его до конца не могут.

Одна из рабочих гипотез связывает шаровую молнию с ударом обычной молнии в землю. Когда разряд бьёт в почву, богатую кремнием и другими минералами, происходит мгновенный нагрев до тысяч градусов. Часть вещества испаряется, часть — превращается в плазму. Если в этот момент рядом есть кислород, он вступает в реакцию с раскалёнными частицами, и образуется светящийся шар, который какое-то время доживает за счёт химической энергии.

Эту теорию косвенно подтверждает спектр, пойманный в 2012 году на Тибете. Тогда впервые удалось зафиксировать состав шаровой молнии — в нём нашли кремний, кальций и железо. Как раз те элементы, которых много в почве. Впрочем, один случай — не статистика, и скептики резонно замечают, что спектр мог принадлежать чему-то другому.

Почему шар проходит сквозь стены

Самый больной вопрос для физиков — способность шаровой молнии проникать сквозь твёрдые преграды. Очевидцы в один голос твердят: шар проходит сквозь стекло, не разбивая его, сквозь кирпичную стену, не оставляя следов. Классическая физика такого не позволяет. Плазма не может пройти сквозь твёрдое тело, не разрушив его.

Есть несколько попыток объяснить этот феномен. Одна из них — оптическая иллюзия: шар на самом деле не проходит сквозь стену, а движется вдоль неё, но из-за особенностей восприятия кажется, что он исчез внутри. Другая гипотеза предполагает, что шаровая молния — не плазма в привычном смысле, а нечто вроде клубка электромагнитных полей, который может индуцировать разряд по другую сторону преграды. Тогда «прохождение сквозь стену» — это на самом деле возникновение нового шара с той стороны, а не путешествие одного и того же объекта.

Проверить эти идеи сложно: шаровую молнию невозможно вызвать по заказу. Учёным остаётся собирать свидетельства, анализировать редкие видеозаписи и строить модели.

Скептики не сдаются

Несмотря на признание феномена, часть исследователей до сих пор сомневается в его реальности. Их аргументы просты: нет надёжных инструментальных записей, все данные — рассказы очевидцев, а человеческая память ненадёжна. Вдобавок, многие описания шаровой молнии подозрительно похожи на симптомы мигрени или последствия удара током — яркие пятна перед глазами, которые человек принимает за внешний объект.

Но и скептикам есть что возразить. Слишком уж много независимых наблюдений, слишком похожи детали. Да и спектр с Тибета — это уже не рассказ, а приборные данные. Правда, одного спектра мало, чтобы закрыть все вопросы.

Что мы знаем наверняка

Если отбросить споры, остаётся сухой остаток. Шаровая молния — редкое атмосферное явление, которое наблюдают во время гроз. Она выглядит как светящаяся сфера, способная двигаться и существовать дольше обычной молнии. Есть гипотеза, что шар рождается при ударе молнии в почву и состоит из возбуждённых частиц кремния и других элементов. Но как именно он формируется, почему живёт так долго и как проходит сквозь стены — на эти вопросы ответов пока нет.

Кстати, мы уже рассказывали о случае, когда шаровая молния выжгла на стекле силуэт пришельца, и о том, как физики признали, что шаровая молния проходит сквозь стены. Возможно, разгадка ближе, чем кажется.