Ученые подобрались к секрету образования молний

6 Мая 2013 в 18:30, Илья Хель 2 267 просмотров 10

Молнии

Никто на самом деле не знает, что заставляет рождаться молнии. Кроме двух российских ученых, которые считают, что такие разрядки в миллиарды вольт могут быть порождены взаимодействием космических лучей — частиц из космоса — с каплями воды в грозовых облаках.

Космические лучи рождаются глубоко в космосе в результате невероятно мощных и разрушительных событий вроде столкновения звезд, гамма-всплесков и рождением сверхновых. Эти катаклизмы ускоряют заряженные частицы — в большинстве случаев протоны — до невероятно высоких энергий. Лучи несутся сквозь пространство и те из них, которые достигают верхней зоны атмосферы Земли, генерируют невидимый, но очень энергетичный ливень ионизированных частиц и электромагнитного излучения.

Мысль о том, что эти ливни могут вызвать молнию во время прохождения сквозь грозовую тучу, рассматривалась в течение двадцати лет. В 1992 году российский физик Александр Гуревич из Физического института им. Лебедева в Москве предположил, что высокоэнергетические частицы, производимые космическим лучом, ионизируют воздух в грозовом облаке, создавая регион с огромным количеством свободных электронов. Электрическое поле тучи ускоряет электроны почти до световой скорости, насыщая их энергией. После этого электроны сталкиваются с атомами воздуха, создавая еще больше электронов, а также рентгеновские и гамма-лучи. Этот поток высокоэнергетических частиц в облаке, который Гуревич назвал «пробивающим побегом», обеспечивает идеальные условия для рождения молнии.

Исследователи всего мира обсуждали идею Гуревича с самого момента ее рождения. Но Гуревич не предоставил конкретных доказательств того, что во всем виноваты космические лучи. Радиоволны могут помочь. Джозеф Дуайер, исследователь молний из Флоридского технологического института в Мельбурне, говорит следующее: каскады электронов до момента удара молнии должны порождать радиоволны.

«Сообществу космических лучей известно, что космические лучи могут рождать радиоволны, и в случае грозового шторма вы наблюдаете массу таких радиоимпульсов. Однако никто до сих пор не поставил точку в этом исследовании и не показал, что атмосферные ливни, проходящие сквозь электрическое поле грозовой тучи, действительно порождают эти убегающие электроны».

Для подтверждения идеи Гуревич и его коллега Анатолий Караштин из Научно-исследовательского радиофизического института в Нижнем Новгороде проанализировали данные 3800 ударов молний, зарегистрированных в России и Казахстане. Они использовали радиоинтерферометр, который измерял радиоволны и показывал, откуда они приходят, а также изучал радиоимпульсы, рождающиеся в начале удара молнии.

В результате стало известно, что грозовые облака изучают «сотни или тысячи» коротких мощных радиоимпульсов непосредственно перед ударом молнии. Их форма, как отмечают исследователи, соответствует модели убегающих электронов вследствие воздействия космических лучей. Но есть одна проблема: космические лучи достаточной энергии слишком редки, чтобы спровоцировать все импульсы, зафиксированные Гуревичем и Караштиным.

Исследователи полагают, что так называемые гидрометеоры — капли воды и град в каждом из облаков — могут усиливать импульсы. Когда свободные электроны, созданные частицами космических лучей проходят вблизи гидрометеоров, они вызывают шквал микроразрядов, которые повышают как импульс электронов, так и радиопоток.

Исследователь молний Клайв Сондерс из Манчестерского университета не согласен с тем, что космические лучи играют роль в рождении молний: «Нет никакой связи между активностью молний и уровнем поступления космических лучей в атмосферу».

Этот показатель растет и убывает в соответствии с 11-летним циклом солнечной активности. Когда солнечный ветер сильнее, Земля подвергается воздействию большего количества космических лучей. Если бы космические лучи были связаны с грозами, по мнению Сондерса, частота бурь должна коррелировать с 11-летним циклом. Но пока исследователи не могут доказать эту корреляцию, вся их концепция остается под принципиальным сомнением.

Большинство исследований склоняются к другой теории. Молния возникает, когда столкновения кристаллов льда и града в грозовом облаке отделяют достаточный электрический заряд, чтобы вызвать сильное электрическое поле. Этот процесс сам по себе может ионизировать воздух достаточно для того, чтобы родилась молния, и не нужно никаких космических лучей.

Дуайер считает, что спор может быть урегулирован с помощью детектора ливней космических лучей, известного как телескоп Черенкова:

«Что нам действительно нужно, так это измерить массивы воздушных ливней, которые подвергаются воздействию космического излучения, замерить радиоволны, подсчитать импульсы и собрать все это вместе».

Вы знаете, что молния с высокой вероятностью бьет дважды в одно место?

Ученые подобрались к секрету образования молний
Метки: .

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

10 комментариев

  1. Аноним

    Маловероятно, что космические лучи играют главную роль в образовании молний, если было бы так то по земле наблюдалось бы более-менее равномерное распределение одиночных молний, я так думаю...

    • QNX

      Совершенно верно думаете, а еще пусть они не учли вулканические молнии, тут как бы явно космолучи не причём.

    • ASTART

      На самом деле неравномерность распределения молний зависит от нелинейности поведения космических лучей, но данное объяснение можно применить только если космические лучи действительно играют роль в образовании молний.

  2. pandorr

    Подскажите РУССКИМ ученым что им надо меньше бухать и курить травку. Что такое молнии, как они появляются а также рождение, жизнь и смерть молнии доподнинно известно уже более полувека. Если поищите в интернете информацию, а особенно замедленные сьемки, увидите очень занимательные кадры. От туч к земле, бегая зигзагами (выискивая участки с меньшим сопротивлением) "бежит" кривая, ломающаяся, и иногда ветвящаяся каждые несколько десятков метров. Ее почти невидно. И только когда она достигает земли уже снизу вверх летит разряд, который мы видим. Очень красиво воздух остывает после разряда. Так что советую поинтересоваться.

  3. pandorr

    ЗЫ: Ну а что такое статика обьяснит любой школьник

  4. pandorr

    Цитата из Вики, которая была раньше:
    Процесс развития наземной молнии состоит из нескольких стадий. На первой стадии, в зоне, где электрическое поле достигает критического значения, начинается ударная ионизация, создаваемая вначале свободными зарядами, всегда имеющимися в небольшом количестве в воздухе, которые под действием электрического поля приобретают значительные скорости по направлению к земле и, сталкиваясь с молекулами, составляющими воздух, ионизуют их.

    И которую, судя по всему ктото дописал 4го марта этого года.

    По более современным представлениям, ионизация атмосферы для прохождения разряда происходит под влиянием высокоэнергетического космического излучения — частиц с энергиями 1012-1015 эВ, формирующих широкий атмосферный ливень (ШАЛ) с понижением пробивного напряжения воздуха на порядок от такового при нормальных условиях.[1]

    Не эти ли самые русские ученые?

  5. Nepster

    Здесь теория проста как иичко))))
    Обратимся к Тесла и его Вышкам они точно были построены на уровне образовании природных молний. И он сам их потом восоздал.
    Вывод на этом уровне находится енергетический поток електричества при трении об космическую материю создавая електрические импульсы (плазму).
    Чем болше солнце обшпарит тем мощнее будут молнии и даёт обяснение молний противоположных которые бют не в землю а в космос. Потому что земля ближе, потому об нее шпарит но если молния слишком мала она шпарит в космос. Зачем опять создавать колесо))) Я непонимаю. Ответ уже так есть.

    • Nepster

      Магнитное поле в этом помогает, это цепь. Воссоздания молнии только при дождевом уровне. Когда идёт дождь. Но когда есть хмары??? Почему нет молний))) нет цепи с землёй для розряда.

  6. Кум

    я о этой теории слышал еще в 2009 по моему от американских ученых по BBC или Dicovery

  7. Taras-proger

    А ничего, что он ещё в прошлом веке был известен любому интересовавшемуся темой школьнику?

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.