Piorun kulisty - piękny, groźny i tajemniczy. Jak powstaje? Hipotezy są różne
Pojawia się na chwile, budząc zachwyt, ciekawość i strach. Piorun kulisty - czym jest naprawdę i w jaki sposób świetlista kula tworzy się w atmosferze Ziemi?
Spis treści:
Pioruny kuliste są jednym z najbardziej tajemniczych i mało zrozumiałych zjawisk atmosferycznych. W przeciwieństwie do typowego pioruna, który obserwować można przez ułamek sekundy, pioruny kuliste mogą tworzyć się na kilka sekund, a nawet minut. Często poruszają się w powolny, jakby kontrolowany sposób. Wielu naukowców próbowało wyjaśnić ich naturę i pochodzenie, ale nadal są one przedmiotem intensywnych badań. Obecnie znanych jest ponad 500 różnych teorii na temat natury piorunów kulistych.
Jak sama nazwa wskazuje, piorun kulisty ma kształt kuli. Jego średnica może wynosić od kilku centymetrów do kilku metrów. Świeci jasnym światłem, które może przyjmować różne barwy — od żółtej, przez pomarańczową, czerwoną, aż po niebieską. Pioruny kuliste mogą się poruszać powoli w powietrzu, a ich ruch często jest opisywany jako celowy lub kontrolowany. Mogą unosić się, opadać, poruszać w bok lub nawet przenikać przez okna.
Pioruny kuliste powodują uszkodzenia lub nawet eksplozje podczas kontaktu z przedmiotami. W niektórych relacjach mówi się nawet o pożarach przez nie powodowanych lub porażeniach ludzi. Czasami towarzyszy im buczenie lub szum, chociaż nie zawsze. Mogą znikać nagle — w eksplozji, lub odwrotnie — stopniowo. Zwykle obserwowane są przez kilka do kilkunastu sekund. Nie wiadomo do końca, czym są i w jaki sposób powstają pioruny kuliste. Badania jednak trwają — być może zbliżamy się do rozwiązania ich zagadki.
Według jednej z hipotez piorun kulisty powstaje, gdy zwykły piorun uderza w ziemię, odparowując i unosząc różne materiały z powierzchni. Kiedy te materiały zaczynają się utleniać w powietrzu, mogą tworzyć świetlistą kulę. Takie wyjaśnienie jest zgodne z obserwacjami linii emisyjnych krzemu, żelaza i wapnia w widmie pioruna kulistego. Nie wszyscy naukowcy podzielają jednak ten pogląd.
Pierwszy piorun kulisty zbadany przez naukowców
W 2014 roku opublikowano informacje o pierwszym udokumentowanym badaniu pioruna kulistego przez naukowców z uniwersytetu w Lanzhou w Chinach. Podczas monitorowania standardowej burzy, po gwałtownym rozbłysku pioruna, badacze zaobserwowali pojawienie się pioruna kulistego.
Zjawisko to utrzymywało się przez nieco więcej niż sekundę, a w tym czasie sfera zmieniła kolor z białego na czerwonawy i przemieszczała się o kilka metrów w różnych kierunkach. Zdołano nagrać ten fenomen na filmie i przeanalizować widmo emitowanego przez niego światła. Analiza wykazała obecność takich pierwiastków jak krzem, żelazo i wapń, co mogłoby wskazywać, że piorun kulisty powstaje w wyniku reakcji utleniającej materiał, który wcześniej odparował z ziemi pod wpływem uderzenia tradycyjnego pioruna.
Piorun stworzony w laboratorium
Latem 2013 roku naukowcy z Akademii Sił Powietrznych USA w Kolorado zaprezentowali wyniki swoich badań nad tworzeniem pioruna kulistego w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.
Eksperyment polegał na używaniu krótkich impulsów elektrycznych, które przechodziły przez warstwę siarki, by stworzyć niewielkie, ale widoczne pioruny kuliste. Chociaż uzyskane pioruny były znacznie mniejsze niż te, które obserwuje się w naturze, były one jednak trwałe i dawały naukowcom możliwość badania ich właściwości w kontrolowanym środowisku.
Piorun jak bańka mydlana
W 2019 roku Vladimir Torchigin, rosyjski fizyk, przedstawił teorię, która dość spójnie wyjaśnia naturę piorunów kulistych. Jego zdaniem piorun kulisty można sobie wyobrazić jako bańkę mydlaną, w której warstwę mydlaną zastępuje warstwa silnie sprężonego powietrza.
W takim pustym powietrznym pęcherzu krąży we wszystkich kierunkach światło. Powietrze i światło pomagają sobie nawzajem — cienka warstwa silnie sprężonego powietrza jest światłowodem, który zapobiega promieniowaniu całego światła do otaczającej przestrzeni. Z kolei intensywne krążące światło spręża powietrze wpadając w pułapkę, którą samo dla siebie stworzyło.
Według obliczeń naukowca natężenie światła krążącego w kuli o średnicy 10 cm wzrasta około miliarda razy w porównaniu ze światłem rozchodzącym się w linii prostej. Siły powstające podczas interakcji światła z niejednorodnym ośrodkiem optycznym również wzrastają miliard razy sprawiając, że piorun jest nośnikiem ogromnej energii.
