Vapor ardiente y luminoso: los físicos rusos han descubierto el misterio de los rayos de bolas

El rayo de bola es uno de los raros misterios naturales de nuestro tiempo. Alguien los considera una invención. Sin embargo, los físicos de la Universidad estatal de Moscú lograron reproducir este fenómeno en el laboratorio y capturar en las fotos bolas brillantes que "saltan" sobre la mesa. Los científicos creen que han resuelto el enigma de los rayos globulares: en su opinión, se parecen más a los globos llenos de gas caliente. Realmente pueden hacer daño a la gente.

Un rayo esférico es un objeto esférico relativamente pequeño y luminoso que a veces aparece durante una tormenta eléctrica en un lugar inesperado. Parecería que la palabra "rayo" en el nombre debería indicar la naturaleza eléctrica de este objeto, pero hasta ahora los científicos no pueden llegar a un acuerdo sobre este tema. Por ejemplo, el académico Piotr Kapitsa sugirió que las bolas luminosas podrían ser descargas de gas (similares a un arco eléctrico en la soldadura) que se mueven a lo largo de las líneas de fuerza de la onda electromagnética producida en una tormenta eléctrica.

Según otro punto de vista común, el rayo de bola es una leyenda urbana o una alucinación.

Dado que las personas mentalmente sanas no pueden ver alucinaciones sin influencia externa, se adjunta una explicación a esta teoría. Entonces, supuestamente, los campos magnéticos tan poderosos pueden surgir de las descargas de tormentas eléctricas que interrumpen el trabajo del cerebro y generan visiones.

Sin embargo, tales hipótesis tampoco tienen confirmación de laboratorio: no ha habido experimentos en los que el campo magnético haya logrado hacer que las personas vean rayos en forma de bola en lugar de manchas de luz frente a sus ojos, que son difíciles de confundir con un objeto físico. Los intentos de descartar casos de su observación en fantasías tampoco son creíbles. Por ejemplo, durante mucho tiempo se consideró la invención de los marineros de las olas asesinas, cuya altura supera con creces la emoción circundante. Según las antiguas teorías científicas, en alta mar, todas las olas en cada lugar tienen una altura fija, que depende principalmente del viento. Solo en las últimas dos décadas, los científicos han podido reproducir las olas asesinas en una piscina de laboratorio y explicar teóricamente su aparición, justificando así a los marineros acusados de mentir.

Del mismo modo, los físicos intentan descubrir el secreto de un rayo de bola al obtenerlo en el laboratorio.

Vladimir Bychkov es el investigador principal de la Facultad de física de la Universidad estatal de Moscú, doctor en Ciencias físicas y matemáticas y especialista en física de plasma y descargas de gas. Organiza regularmente seminarios universitarios sobre los rayos esféricos y, curiosamente, el interés en este tema ha sido estimulado por casos personales de observación.

"La Última vez que vi un rayo de bola fue en 2005. Me invitaron a dar una conferencia en el Rockwell International Science Center, ubicado en la ciudad californiana de Thousand Oaks.

A Última hora de la tarde, caminé desde el laboratorio por un sendero de montaña y de repente vi que una bola brillante y blanca apareció en la parte superior de una palmera situada debajo de la montaña. Descendió lentamente, después de lo cual desapareció durante dos segundos.

Desafortunadamente, estaba muy lejos, por lo que era imposible considerar sus detalles y estructura", dijo el físico en una conversación con Газетой.Ru".

Después de haber llevado a cabo muchos experimentos desde ese momento, Bychkov llegó a la conclusión de que la bola que vio, al igual que otros rayos de bolas, es vapor incandescente y cargado dentro de una cáscara pseudotóxica. Y surgen así:

"Un rayo normal golpea la superficie de la tierra. La energía liberada evapora parte del Suelo y forma una caverna en él. Las capas externas de la nube de vapor se congelan rápidamente y bloquean el vapor en el interior, formando una bola. Esta bola sale volando del Suelo a la velocidad del sonido, pero al final, bajo la influencia de la atmósfera, debe frenar, es debido a la gran velocidad inicial que la gente parece que los rayos de la bola aparecen de la nada", explica su teoría Bychkov.

En palabras simples, un rayo de bola dentro de este concepto es como un globo inflado con gas caliente. Si la temperatura del objeto es de un par de miles de grados o más, brillará muy brillante.

Sin embargo, según la descripción de muchos testigos, los rayos en bola no siempre caen al Suelo como un globo, sino que son capaces de levitar. Esto puede explicarse por la presencia de una carga eléctrica. Los rayos pueden tener una carga positiva y negativa, y la superficie de la tierra está cargada negativamente. Debido a que dos cuerpos con una carga del mismo signo se repelen entre sí, el rayo de bola que surgió del impacto de un rayo lineal negativo levitará sobre el Suelo.

La cubierta de tal bola de cremallera generalmente consiste en óxidos, por ejemplo, SiO2, el material principal de la arena, pero también puede contener Al2O3. El espesor de la pared no debe exceder unos pocos micrones, pero su resistencia le permite soportar diferencias significativas de presión entre la atmósfera y el vapor en el interior.

La teoría presentada por Bychkov puede parecer fantástica para algunos, pero se basa en experimentos de laboratorio de los últimos años. Estaban dispuestos de diferentes maneras, pero en su mayoría usaban una descarga eléctrica que caía en un material sólido, es decir, simulaban el impacto de un rayo lineal en el Suelo.

"Por ejemplo, actuamos con una carga sobre una placa de aluminio.

Como resultado, obtenemos bolas brillantes que saltan sobre la superficie y luego explotan. Su Tamaño es muy pequeño, del orden de milímetros, pero cuando explotan, dejan huellas similares a estrellas en el papel.

Cuando la bola cayó en el agua (especialmente sustituimos la zanja), se cayó una esfera de metal, y la cáscara flotaba cerca. El estudio mostró que la esfera es casi aluminio puro, y la "cáscara" es óxido de Al2O3", dice el científico sobre los experimentos.

Las principales etapas del experimento fueron grabadas en una cámara. La resolución de algunas imágenes es pequeña, pero en algunas de ellas se ve claramente una bola luminosa que se ajusta a la descripción de una bola de rayos, pero en miniatura. Un objeto luminoso no puede ser solo una chispa brillante, ya que después de entrar en el agua, su núcleo esférico y su delgada cáscara son claramente visibles.

Si el concepto de Bychkov y sus colegas es correcto, entonces los rayos en bola son realmente capaces de causar una gran destrucción. En primer lugar, el gas caliente en sí mismo, que se encuentra en el interior bajo presión, es peligroso. Dentro de las bolas recibidas en el fizfak, la presión no supera las dos atmósferas, pero dentro de los rayos de bolas reales puede alcanzar hasta diez.

Esto es suficiente para que se produzca una onda de choque cuando se rompa la cáscara, es decir, el rayo de la bola explotará. Además de la explosión en sí, el gas incandescente liberado es capaz de encender objetos y quemar personas.

En segundo lugar, un rayo de bola puede recibir una gran carga eléctrica, y si tiene un valor del orden de 10-2 Coulomb, conlleva un grave peligro para los humanos. Además del choque eléctrico en sí, esta carga, en contacto con objetos, liberará energía en forma de calor, es decir, repetirá el rayo en miniatura.

El vuelo de un rayo de bola negativo puede durar hasta que los iones positivos del aire compensan su carga y hacen que se caiga. Según los expertos de fizfak, la recombinación de cargas de rayos de bola puede tomar alrededor de 150 segundos, y el enfriamiento a una temperatura por debajo del cese de la luminosidad — unos 200 segundos. Sin embargo, estos datos se obtienen a través de simulaciones teóricas, en la práctica el tiempo de vida es más corto.

"Un rayo de bola de 20 centímetros vivirá unos 20-30 segundos, y cuanto más grande sea, más tiempo", resume el científico. Durante este tiempo, puede volar lejos del lugar donde cae el rayo lineal, por lo que una persona ni siquiera notará la conexión directa entre la descarga de la tormenta y la bola luminosa.

¿Son posibles otras explicaciones?

Los autores creen que su concepto debería explicar bien la forma irregular rara vez encontrada de los rayos globulares. Por ejemplo, hay informes no confirmados de un objeto luminoso, similar a un rayo de bola, pero que parece tener una cinta larga. La presencia de esta cinta no se puede explicar si se considera que el rayo esférico es una descarga de gas. Sin embargo, si consideramos que el rayo es una nube de vapor en una capa delgada, podemos suponer que, por alguna razón, no resultó ser perfectamente redonda, sino que tiene una cola.

El hecho de que las bolas luminosas obtenidas en el laboratorio de la Universidad estatal de Moscú sean idénticas a los rayos de bolas naturales aún no se ha demostrado, y no se puede excluir que varios fenómenos a la vez puedan generar objetos aparentemente similares. Idealmente, para analizar un rayo de bola natural, debe fotografiarse a corta distancia. La probabilidad de esto es pequeña, aproximadamente la misma que disparar un rayo desde una distancia cercana a una docena de metros. Sin embargo, a medida que las cámaras de vigilancia cubren cada vez más el mundo y los drones con cámaras de video pasan de ser extravagantes a mundanos, las posibilidades aumentan.