Gömbvillám

Mivel a gömbvillám tudományosan megfigyelt, gömb alakú fényjelenségre általában vihar közelében hivatkoznak . A fizika területéről érkező modellek és demonstrációs kísérletek csak a szemtanúk által ellentmondásos módon leírt jelenséghez közelítenek. A magyarázási kísérletek között hallucinációk is szerepelnek .

leírás

Tűzgömb ereszkedik egy szobába dr. G. Hartwig
Századi gömbvillám ábrázolása

Szakértők és laikusok régóta gyűjtötték a szemtanúk jelentését és értékelték azokat. Szemtanúk szerint a ritka jelenségek hirtelen, szabadban és zárt helyiségekben is megjelennek, többnyire a föld közelében. A jelenségeket lebegő, önvilágító és átlátszatlan fénytárgyakként írják le. Nem sugároznak hőt, és számos színben és méretben kaphatók. Az alakot gömb alakú ( gömb alakú ), tojás alakú vagy rúdszerűnek írják le .

Ezen jelenségek mobilitása jellemző a leírásra. Gyakran két-nyolc, legfeljebb 30 másodpercen belül változtatják az irányt, nyilvánvalóan nem a szél viszi, hanem a látható tárgyak felé orientálódnak. Szemtanúk beszámolói szerint változatlanul, sőt nyomok nélkül is áthatolnak a szilárd akadályokon is, az eső érintetlenül esik át. Néhány tanú szikrákról vagy hangos durranással végződik, amely egyes esetekben sérüléseket és károkat is okozott.

Egyes leírások nagyon hasonlítanak más jelenségekhez, például az ufókhoz vagy a foo harcosokhoz .

Okok és kísérletek

a kutatás állapota

A különféle tudományterületek szakértőinek - például meteorológusok , villamosmérnökök , fizikusok és vegyészek - erőfeszítései ellenére eddig nem találtak egységes, tudományosan elismert magyarázatot a különféle megfigyelésekre és jelentésekre. Különös kihívás a folyamatos ragyogáshoz szükséges energia tárolásának és a könnyű mozgatásnak a kombinálása.

Kísérletek mesterségesen előállított villámokkal

Nikola Tesla volt az első, amely nagy energiájú mesterséges villámokat generált, és laboratóriumi felvételein gömbvillanásokról számolt be. A későbbi kísérletezők nem tudtak olyan villámlást előállítani, amely különösen hasonlított volna a szemtanúk beszámolói szerint elvárt viselkedésre.

Szilícium felhők

John Abrahamson és James Dinniss új-zélandi 2000-ben bemutatott hipotézise feltételezi, hogy a gömbvillámok nem elektromos jellegűek, hanem a földbe villant villámok okozzák. Itt a homokból vagy szilícium-dioxidból származó szilícium-dioxid szilíciumra és oxigénre bomlik. Míg a talajban lévő oxigén reagál a szénnel, a szilícium gõzként vagy aeroszolként kerül ki a villámcsatornából , és a légköri oxigén lassan oxidálódik, ami ragyogásra készteti. A szilícium részecskefelhő állítólag töltése miatt képes az önszerveződés révén gömb alakot ölteni. Ezért lehetséges, hogy egy kis nyíláson behatolva újra összeállnak.

Ezt a hipotézist Brazíliában, az Universidade Federal de Pernambuco-ban tesztelték Antonio Pavão és Gerson Paiva a szilícium ostyák elektromos elpárologtatásával és a szilícium-levegő keverék szikrakibocsátással történő meggyújtásával. Az asztali teniszlabda méretű szilíciumgőz gömbök színe, hőmérséklete és élettartama (8 másodperc) megfelelt a tanúk vallomásának, amennyiben ezek ritka, rövid távú jelenség esetén pontosak. Erről tudományos jelentést 2007-ben tettek közzé a Physical Review Letters .

2012-ben ezt a hipotézist megerősítette egy gömbvillám spektrométerrel történő véletlenszerű megfigyelése. Zivatar alatt kínai tudósok megfigyeltek és rögzítettek egy 5 m átmérőjű gömbvillámot, amely kb. 15 m-t tett meg 1,6 másodperc alatt. A gömbvillámok spektrumában szilícium, vas és kalcium volt kimutatható, mindazok az elemek, amelyek a talajban is bőven voltak.

Hatás a tócsákban

Egy másik hipotézis Gerd Fußmann német plazmafizikustól származik a berlini Humboldt Egyetemről. 2008-ban egy nagyon egyszerű kísérleti felállással létrehozott egy fényes jelenséget, amely hasonló a gömbvillám leírásához. Egy edénybe vizet töltött, két elektródát behelyezett és a másodperc töredékéig 5 kV feszültséget adott. Körülbelül fél másodpercig kialakult egy szerkezet, amelyet gömbvillámként értelmezett. Ebből arra a következtetésre jutott, hogy a gömbvillámok a természetben normális villámcsapások következhetnek be a víztócsákban.

Munkája azon alapul, amelyben 2006-ban részt vett a Garching Max Planck Plazmafizikai Intézet (IPP) és a Berlini Humboldt Egyetem (HUB) plazmafizikai munkacsoportjának vezetőjeként. Abban az időben a tudósok izzó, gömbvillámszerű plazmagolyókat hoztak létre a víz felszínén, élettartama alig fél másodperc, átmérője 10-20 cm. Két elektródát egy sós vízzel töltött főzőpohárba merítettek , az egyiket egy agyagcső (amely kissé kiemelkedett a víz felszínéből) izolálta a környező vízből. Ha egy 0,5 mF-os kondenzátor-akkumulátoron keresztül 5 kV-os nagyfeszültséget vezetnek be, akkor legfeljebb 60 amper áram áramlik át a vízen 0,15 másodpercig. Amikor a víz felvillant, az áram belépett az agyagcsőbe, és a benne lévő víz elpárolog. Az aktuális impulzus után egy ionizált vízmolekulákból álló izzó plazmoid jelent meg.

Állandó hullámok és hullámok

Újabb hipotézist fogalmazott meg 1955-ben Pjotr ​​Kapiza orosz fizikus . Kiszámította a gömbvillámok várható élettartamát a gömbvillámok által felvett méretekhez, és 10 milliszekundumnál rövidebb élettartamot kapott egy 10 cm átmérőjű tűzgömb számára. Mivel a gömbvillámokat általában néhány másodpercig figyelik, arra a következtetésre jutott, hogy ezeket külsőleg kell táplálni, és hogy bármilyen belső reakció nem elegendő az energiaigényhez. Ezután kidolgozta azt a hipotézist, hogy zivatar alatt álló elektromágneses hullámok keletkeznek ég és föld között, és hogy az antinódákon gömbvillámok fordulnak elő. Kapiza azonban nem foglalkozott azzal a problémával, hogy számos antinód és olyan állapot létezik, amelyek miatt egy bizonyos antinód gömbvillámossá válik. Az előnyös energiatermelő hely létrehozásához az ott elhelyezkedő gáznak legalább gyengén ionizáltnak (vezetőképesnek) kell lennie a környezeti levegőhöz képest, és nem világos, hogy egy ilyen kezdeti ionizáció hogyan alakulhat ki. A forró levegő buborék elméleti példa, mert a levegő ionizációja a hőmérséklet hatására növekszik. Ha egy ilyen légbuborék több energiát kapna ennek eredményeként, az további hőmérséklet-emelkedéshez és ezáltal öningató folyamathoz vezetne.

Peter Handel kibővítette a hipotézist egy légköri kanyaró javaslatával . Ha a kanyaró térfogata elég nagy (több köbkilométer), akkor önmagában a szivattyúzás (ami kicsi kanyaró esetén általában az energia azonnali eloszlásához vezet ) elegendő molekula izgatott állapotba kerülhet. Händel kimutatta, hogy a maszteren belül vannak szoliton megoldások, vagyis a nemlineáris közegben stabil állóhullám, amelynek energiáját a maszer egy ideig fenntartja.

A gömbvillám megjelenése és mozgása az energia felszabadulás helyéhez lenne kötve, ezért a normál plazmával ellentétben nem emelkednek, és érzéketlenek a szélre. Ha az épületek építőanyagai átjárják a mikrohullámokat, ami általában történik, akkor az ilyen gömbvillámok behatolhatnak rájuk.

Az Ohtsuki és az Ofuruton által végzett erőteljes mikrohullámú távadókkal végzett kísérletek összehasonlítható méretekkel és élettartammal rendelkező plazma golyókat eredményeztek, a golyók a szél ellen mozoghattak, és látszólag behatoltak egy 3 cm vastag kerámia lemezre, lásd a Mesterséges hatások című részt .

Elektromágneses csomó

Az AF Ranada (Madrid) topológiai modellen, egy úgynevezett elektromágneses csomóponton alapszik . Az elektromágneses csomót Maxwell egyenleteinek vákuummegoldásaként definiáljuk azzal a tulajdonsággal, hogy minden elektromos és mágneses tér vezeték zárt. E hipotézis szerint a gömbvillámok térfogata nem teljes egészében plazmából áll, hanem egymással összekapcsolódó plazmacsövekből , amelyek mágnesesen és hidrodinamikailag stabilizálják egymást, és tulajdonságaik 10 s körüli élettartammal és 100 W körüli nettó sugárzással rendelkeznek. 20 kJ körüli teljes energia külső energiaellátás nélkül, amint ezt az Alfvén és Maxwell egyenleteken alapuló megfelelő elektrodinamikai modellszámítások is megmutatták . Az energia fő részét nem a villámkisülés plazma tárolja, hanem mágneses tér energiaként, feltételezve a mágneses fluxus sűrűségét 0,5 T és 2 T között.

További fizikai hipotézisek

Sok más hipotézis létezik: nagyáramú kisülések, amelyeknél kicsi (<1 cm) ugró tűzgömbök keletkeznek, más gyúlékony gázok vagy aeroszolok képződése (ún. Diffúz égés) vagy ezoterikus energiaforrások használata.

Az összes leírt kísérlet során továbbra sem világos és bizonyítatlan, hogy az előállított gömb alakú szerkezeteknek van-e köze a szemtanúk által leírt villámokhoz.

Élettani magyarázatok

Vannak kutatók, akik szerint a megfigyelt gömbvillám csak optikai csalódás. Ha a szem rövid ideig erősen megvakul, néhány másodpercig fényhatás látható. A szemed mozgatása azt a benyomást keltheti, mintha egy fénygömb repülne át a szobán. Ennek a feltételezésnek ellentmondanak azok a gyakori jelentések, miszerint a gömbvillámok nem voltak túl fényesek, és szokatlanul sokáig megfigyelhetők voltak a fényhatások szempontjából.

Az Innsbrucki Egyetem tudósai azt gyanítják, hogy a leírt gömbvillámok az agy által létrehozott benyomások (úgynevezett foszfének ). Ezeket a hallucinációkat állítólag az elektromágneses mezők okozzák, amikor villám csap be, és stimulálják az agy idegsejtjeit.

Mesterséges hatások

Egyéb hatások a mikrohullámokból származó állandó energiaellátással hozhatók létre. Japán kutatók keresztezték az erős magnetronok sugarait (2,45 GHz, 5 kW) annak érdekében, hogy olyan elektromos térerősséget hozzanak létre, amely elegendő ahhoz, hogy a szabad levegőn, a forrásoktól távol, vagyis látszólag lebegő gázkibocsátást gyújtson meg. Ez a plazma gömb megfelelő méretű és fénykibocsátású volt, és láthatóan behatolhatott egy kerámia lemezbe, anélkül, hogy megsérült volna. Valójában csak a mikrohullámok hatoltak át a lemezen, és újabb kisülést gyújtottak mögötte. A plazma a mikrohullám kikapcsolása után azonnal kialudt.

Hivatkozások

  1. ↑ Jianyong Cen, Ping Yuan, Simin Xue: megfigyelése Optikai és spektrális jellemzői Ball Lightning . In: Fizikai áttekintő levelek . szalag 112 , no. 2014., 3. o. 035001 , doi : 10.1103 / PhysRevLett.112.035001 .
  2. ↑ Philip Ball: Fókusz: A gömbvillám első spektruma. 2014.
  3. ↑ Példa Rolf Froböse-re: Amikor békák hullanak le az égről. Wiley-VCH, 2007, 43. o.
  4. ↑ Quarks. - A gömbvillám mítosza. ( Memento , 2009. július 3, az Internetes Archívumban ). A WDR 2009. június 30-án sugárzott.
  5. ↑ Hazel Muir: A gömbvillámos tudósok sötétben maradnak. Itt: newscientist.com. 2001. december 20, hozzáférés: 2004. szeptember 18.
  6. ↑ Nikola Tesla, Colorado Springs Notes, 368-370.
  7. ↑ John Abrahamson, James Dinniss: Ball villám oxidáció okozta nanorészecske hálózatok normál villámcsapás talajra . In: Természet . Nem. 403 , 2000, pp. 519-521 , doi : 10.1038 / 35000525 . Abrahamson és Dinniss hipotézisét lásd még: 2000.04.04. - Éghajlat és időjárás: A gömbvillámok talánya. ( Memento 2010. június 10-től az Internetes Archívumban ).
  8. ↑ A szilíciumgőz gömbök kísérleti bizonyításáról: Hogyan készítsünk gömbvillámot. Feladó: Wissenschaft.de 2007. január 11-től, hozzáférés: 2019. szeptember 12.
  9. ^ Gerson Silva Paiva, Antonio Carlos Pavão: Gömbvillámszerű fénygömbök gyártása szilícium elektromos kisüléseivel . In: Fizikai áttekintő levelek . szalag 98 , no. 4. , 2007. o. 048501 , doi : 10.1103 / PhysRevLett.98.048501 .
  10. ↑ Jianyong Cen, Ping Yuan, Simin Xue: megfigyelése Optikai és spektrális jellemzői Ball Lightning . In: Fizikai áttekintő levelek . szalag 112 , no. 2014., 3. o. 035001 , doi : 10.1103 / PhysRevLett.112.035001 .
  11. ↑ Philip Ball: Fókusz: A gömbvillám első spektruma. 2014.
  12. ↑ A Max Planck Plazmafizikai Intézet honlapja: Gömbvillámok - generálhatók a laboratóriumban? megtekintve 2020. január 5-én.
  13. ↑ Frank Thadeusz: Meteorológia: Fireball a pocsolya. Cím : spiegel.de. 2008. augusztus 11, megtekintve 2014. szeptember 18.
  14. ↑ Rolf H. Latussek: Rejtélyes gömbvillámok valóban léteznek. Cím : welt.de. 2008. augusztus 12., hozzáférés: 2014. szeptember 18.
  15. ↑ Gömbvillámok a laboratóriumban. ( Memento , 2010. március 3, az Internetes Archívumban ). Cím : ipp.mpg.de. Az IPP plazmafizikai munkacsoportjának jelentése.
  16. ↑ PL Kapitza: A gömbvillámok jellegéről. Fordítás oroszból. In: Kapitza összegyűjtött papírjai. 2. köt. Pergamon Press, London 1965, 776-780.
  17. ↑ PH Handel: Maser-Caviton gömbvillámos mechanizmus. Proc. VIII Int. Konf. on Atmospheric Electricity, Institute of High Voltage Research, Uppsala University Press, Uppsala, Svédország, 1988, 177-182.
  18. ↑ a b Y. H. Ohtsuki, H. Ofuruton: Plazma tűzgömbök, amelyeket mikrohullámú interferencia képez a levegőben . In: Természet . Nem. 350 , 1991, pp. 139-141 , doi : 10.1038 / 350139a0 .
  19. ↑ AF Ranada, M. Soler, JL Trueba: a gömbvillám mint erő nélküli mágneses csomó. In: Fizikai áttekintés. E, Statisztikai fizika, plazmák, folyadékok és a kapcsolódó interdiszciplináris témák. 62. évfolyam, 5. szám, Pt B, 2000. november, 7181-7190. Oldal, PMID 11102074 .
  20. P J. Peer, A. Kendl: A foszfének transzkranialis stimulálhatósága hosszú villám elektromágneses impulzusokkal . In: Physics Letters A . szalag 374 , no. 2010, 29. o. 2932-2935 , doi : 10.1016 / j.physleta.2010.05.023 .
  21. ↑ Harald Pokieser, Manfred Krisztus: UNIVERSUM: Az istenek fegyverei. ORF 1995, 50 perc.

irodalom

  • Max Toepler: A légköri levegőben történő folyamatos elektromos kisülés jellegének és a kisülési térbe folyamatosan táplált villamos energia mennyiségének függőségétől, valamint a gömbvillámok ismeretéről szóló függeléktől. Annalen der Physik 307 (7), 1900, 560-635.
  • K. Berger: Gömbvillámok és villámkutatások. Naturwissenschaften 60 (11), 1973, 485-492. Oldal, ISSN  0028-1042 .
  • Mark Stenhoff: Gömbvillám: Megoldatlan probléma a légköri fizikában. Springer, 1999.
  • A. Kendl: Gömbvillám: jelenség a fizika és a folklór között. Skeptiker 14, 2/2001, 65-69 . O. , ISSN  0936-9244 .
  • U. Ebert: Gömbvillám plazma nélkül? (PDF; 168 kB) Physik Journal 6., 2007, 18–19. Oldal, ISSN  1617-9439 .

web Linkek

Wikiszótár: Kugelblitz  - jelentésmagyarázatok, szóeredet, szinonimák, fordítások
Commons : Kugelblitz  - album képekkel, videókkal és hangfájlokkal