球状闪电,恐怖球状闪电终被揭开谜底

文章作者:外星探索网 | 2015-05-12
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球状闪电概述

球状闪电是一种真实的物理现象,俗称“滚地雷”,看似一种圆球形状的闪电,通常发生在雷暴时候。球状闪电的直径从15厘米到40厘米不等。球状闪电看起来非常闪亮,一般的球状闪电只维持树苗,目前监测最长的是维持了一分多钟。

球状闪电发出的闪光常为白色或者黄色,它可以在空中悬停,也会因碰到障碍物而爆炸,最离奇的是球状闪电还会进入室内发生爆炸。所以说球状闪电的危害是很大的,但是由于其出现的频率很低,科学家们很难做系统的观测。

球状闪电特点

大小

球状闪电直径从15~40厘米不等,但也有人称曾见过直径1~2厘米和5~10米大小的球状闪电。其能以固定的频率改变其直径大小,可逐渐衰弱变小,爆炸可使其体积增加并使其终结。能靠分解或重组改变大小。

形状

大部分报道球状闪电为球形或卵形,还有扁长方形、立方体、圆环状、哑铃形、云雾形、圆柱形、子弹形、雪茄形、锥形、透镜形、盾形和螺旋形等。

颜色

两种最常见的颜色是白色和橘黄色,其他较常见的是红、蓝、黄、绿和紫色,银色和黑色很少见。有些球状闪电会变色。

速度

可从静止到难以想像的高速(每小时2万多公里,但这种情况不是在雷暴中),一般速度约为每秒5米,即每小时18公里。

结构

球状闪电

似乎是某种等离子体或云雾状物质,有的球状闪电中心是透明的,有的是中空的,或根本没有明显的固定结构,有些球状闪电似乎处在动态变化之中。

运动性

有时是静止的。大部分为直线运动,有些是在一静止位置旋转,有些是不停地转动,有些是按明显的复杂路径来运行的。

寿命

球状闪电一般会持续几秒钟,有些可长达1分钟及以上。

行为

有些会模仿周围的物体运动,有些直冲大地。有些球状闪电似乎在“调查”其他物体。大部分被引向金属性或磁性物体,会发生强烈碰撞,有时会造成很大损伤。闪电球会跳动、分解、重组、衰减、爆炸或同时发生这些变化。

声音

极少情况会形成噼哩啪啦或嘶嘶的声音。消失时会产生爆炸。

温度

球状闪电的高温能把周围树木烤焦,偶尔也有人类因球状闪电受伤死亡的案例。

亮度

球状闪电一般都像路灯一样亮。它们有时白天即可见到。

发生

它们通常发生在雷暴之时,但极少也会发生在之前或之后。大多数的球状闪电都伴随着普通闪电——盘旋着待机而发,但有时它们也像普通闪电一样从云端直击大地。

球状闪电是闪电吗

球状闪电又称电光火球。球状闪电并不是闪电,它与闪电几乎没有相同之处,所以把这种现象命名为“球状闪电”是不准确的,应当命名球状闪电为“电光火球”,即与电磁场有关的等离子态发光球。天然闪电又叫雷电。最常见的雷电形式是线状闪电,其形状犹如倒悬于空中的纵横枝叉,又象是地图上一条支流众多的河流。另外,雷电中还有较少见到的串珠状闪电。电光火球的寿命一般为几秒,个别的可长达几分钟。而普通枝状闪电的寿命不到1秒。

球状闪电是定域于适当的磁场位形空间和速度空间的等离子体,它从周围获得能量,等离子区的直径取决于外部场的频率,因此产生谐振。

球状闪电探索过程

球状闪电早期理论

圣艾尔摩之火常被误会为球状闪电同类型事物,但实际成因不同:虽然二者都常在大雨(尤其是雷雨)中发生的,但是圣艾尔摩之火是低温的冷光现象,不会破坏周遭事物。

在研究的早期,科学界都认为球状闪电是子虚乌有的现象,直到几十年后才承认它的真实性。

早在1955年,苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中所产生的电磁干扰效应所引起的。1991年,日本科学家报道了他们在实验中观察到微波干扰所产生的一系列类似球状闪电的现象,他们的人造等离子球也显示出球状闪电的一些特性,如它可沿与主气流相反的方向运动,并可穿越固体物质。

1998年,一位西班牙物理学家认为,所谓的神秘球状闪电其成因并不神秘,这一现象很可能是闪电产生过程中,磁场约束发光等离子体所形成。他建立了闪电磁场模型,认为关键是闪电过程中形成的水平磁场和垂直磁场磁力线圈相互交织而成的磁力线网。在某些特殊情况下,这一磁力线网有可能会呈现出球形,而发光等离子体会被这一网所“俘获”而形成球状闪电。这一火球效应会一直持续到等离子体开始冷却。研究人员指出,根据他们的预算,火球持续时间最多可达10至15秒。当等离子体冷却后,电子开始被原子所束缚,等离子体内部电阻变大、电流趋弱,周围的磁场也将随之瓦解,最终火球不复存在。

按照这一理论,球状闪电绝大部分较冷,但在沿磁力线方向局部温度则极高。研究人员指出,据此就可很好的解释为什么火球并不发热而触到物体后往往容易着火。

球状闪电现代理论

2000年,两位新西兰科学家提出了他们的新理论。当一般的枝状闪电击到土壤中,土壤中的矿物质会转换成纳米纯硅和硅化合物颗粒。这些尺寸不足十分之一微米的微型颗粒,会在闪电的能量作用下由土壤蒸发进入大气。这一过程,就像抽烟者从嘴中吐出烟圈。进入大气的含硅颗粒会首先连接成链,然后组成能随气流运动的球状细丝网。该球状细丝网中的颗粒具有很高活性,会在特定条件下缓慢燃烧,并释放出光和热而形成所谓球状闪电。

根据弦理论,球状闪电是弦间隙微震阶段,能量集中在一点时的产物。就这一理论来说,球状闪电的产生,与地球当前的地质环境无关。

根据弦理论,这是因为球状闪电在作无规则运动时,弦的能量(不是球状闪电的能量)由于压差而在某一物体(该物体可以是冰箱也可以是生鸭、生肉)上散发的结果,前提是该物体正好处于压差地带。由于该物体结构联系的连续性而使得整个该物体成为弦能量散发的集中点。

2002年1月15日英国皇家学会在其学术杂志 《哲学学报》的专刊上发表了一组有关球状闪电理论的文章。这些理论分别由物理化学家、物理学家和化学工程师提出。他们提出了3个解释球状闪电缘由的新理论。其主要内容分别是:

1.球状闪电是由含有水合离子的小水滴组成的,它通过离子反应来释放能量。在这个理论中,球状闪电是一个包含等离子体的电化学结构,这一结构是由温度、压力、电磁场和重力场的微妙平衡来维持的。

2.球状闪电是由聚合体细丝缠绕而成,通过表面放电来释放能量。在该理论中,灰尘中的自然微粒,像来源于纤维素、煤烟或硅土中的微粒都能形成细丝状结构,这些细丝聚合起来就变成了一个高度充电的球体,当它表面放电时,就发出了光和热。

3.球状闪电是由金属纳米粒子链构成,其能量释放是通过金属纳米粒子的表面氧化来进行的。在这个理论中,普通的闪电能引起像土壤或木材这样的物质释放金属蒸气,这种带电的金属蒸气浓缩成一个网状的金属纳米粒子球。

这些理论都有些说服力,特别是第三个理论,可以解释为什么球状闪电能够穿过墙壁和关着的窗子,似乎更有说服力。 

科学家称揭开球状闪电之谜

据澳大利亚广播公司(ABC)2012年10月15日报道,澳大利亚的一个科研组认为,他们已经揭开大自然最奇怪的一种现象——球状闪电的形成原因。

通常像柚子那么大的球状闪电是一种十分罕见的现象,持续时间仅为20秒。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的科学家、这项研究的第一论文作者约翰•洛克说:“传闻有数百人看到过球状闪电,但是数百年来它始终是一个难解之谜。”该研究成果发表在《地球物理学研究》杂志上。以前的理论认为,微波辐射、氧化浮质、核能、暗物质、反物质和黑洞都有可能引起球状闪电。一种理论认为,它是由通过雷击蒸发的硅燃烧形成的。

为了解开这个谜底,洛克和澳大利亚联邦科学与工业研究组织及澳大利亚国立大学的同事将注意力转移到有关在窗户附近形成的球状闪电的报告上。洛克说:“有很多关于在住宅或者飞机驾驶舱的玻璃窗附近看到球状闪电的观测报告。”击中地面,并照亮天空后,闪电袭击会留下一条由带电粒子或离子形成的长长的尾巴。洛克称,在大部分情况下,这些带正电或者带负电的离子会在瞬间结合在一起。剩余离子会迅速移向地面。洛克的理论认为,其中一些离子会聚集在玻璃窗等没有传导性的物体外表。“这种离子越积越多,并产生能够穿透玻璃的电场。”

他表示,电场产生的自由电子足以让玻璃窗内的空气分子失去一些电子,并释放出光子,产生发光的球状结构。“这是第一篇为球状闪电的诞生提供数学解答的论文。”他称,他们下一步将是利用该理论在实验室里再现这一现象。要想证明这一理论可能仍会非常困难,因为它需要一个能够产生高达1亿伏电压的设备。然而前美国空军飞行员看到的球状闪电却暗示,这种现象的形成另有其因。空军中尉唐•史密斯20世纪60年代中期驾驶一架C-133A 货机从加利福尼亚州飞往夏威夷时,看到圣艾尔摩之火(Saint Elmo's fire)的两个角出现在飞机的雷达罩上,接着在驾驶舱内看到一个球状闪电。

洛克说:“看起来像是那架飞机长了公牛的角,电流发出蓝光。这是浓雾期间操作功率达到最大的飞机雷达产生的离子导致的。”该研究未能解决的有关球状闪电的一个问题,是闪电过后为什么会出现一声巨响。洛克说:“大约三分之一的球状闪电结束后会听到一声巨响。(这可能是因为)电场一般会加热空气,使它变得越来越热,最终气体发生爆炸,产生巨大的声响。”不过他称,这只是一种猜测,还需要进行更多研究,才能确定它是真是假。 

巴西科学家在实验室制成神奇球状闪电

球状闪电

巴西的科学家在实验室里制造了一个真正的大火球——球形闪电。不仅让它发光,甚至还让它跳了几分钟。事实上,球形闪电是一团密度不大的常温等离子体。

由巴西佩尔纳巴库(Pernambuco)联合大学的安东尼奥•帕奥和格森•徘维领导的小组,将350微米厚的硅晶片放在两个电极之间,通上高达140安倍的电流,二秒钟后,他们将电极稍微拉开一些,结果产生了蒸汽硅形成的电弧。

此电弧不时弹出火光般的硅碎末,并继续扩张,突然成了一个球,一直持续了8秒。至今为止,这是在实验室里制造出的寿命最长的火球。先前有人曾使用微波制造了发光球,但在微波关掉后,它们仅持续了毫秒便消失了。

关于球状闪电最近还出现了一种理论,它是由通过雷击蒸发的硅燃烧形成的。 

球状闪电危害

科学家推测,球状闪电是一团带有高电荷的气体混合物,球状闪电的破坏力是十分惊人的,世界各地都发生过很多这种闪电造成伤害的报道。球状闪电既可以破坏玻璃窗,也能使墙壁的外层剥落,它也曾造成人和动物的伤亡。

球状闪电目击记录

1773年,两名神职人员在听到一声巨大雷响后,看到壁炉里闪耀着一颗足球大小的发光球体,这颗球随即爆炸并发出一声巨响。

上世纪40年代,在法国的小城镇里,有3个士兵在一棵菩提树下躲雨时被雷击死。但他们死后仍然站着,像没事一样。雷雨之后,行人跟他们说话,却不见回应,当行人去接触他们时,3具尸体顿时倒地,化成了一堆灰烬。

1956年夏的一个正午,在苏联某个集体农庄,两个孩子在牛棚里躲雨。突然,房前的白杨树下滚落一个橙黄色的火球直向他们逼来,一个孩子踢了它一脚,轰隆一声,火球爆炸了,牛棚里的12头牛炸死了11头,孩子们被震倒在地,但并没有受伤。事后,人们才知道那个火球是罕见的球状闪电。

在美国的一个小城里曾发生了一件怪事:一位主妇从市场回到家里,打开电冰箱一看,她放进去的生鸭、生肉全都变成了熟食品。后经科学家的研究才明白,是球状闪电把冰箱变成了电炉,奇怪的是冰箱没有损坏!

1981年1月的一天,苏联一架客机在黑海附近遭遇球状闪电。一个大火球闯入驾驶舱,发出爆炸声。几秒钟后又穿过密封的金属舱壁,出现在乘客的座舱里,戏剧性的表演一番后,发出不大的声音离开飞机。事后检查,机头机尾的金属壁各出现一个窟窿,内壁却完好无损。

在美国俄勒冈州,一个球状闪电来去如风,先在纱门上留下了一个篮球大的洞,然后直奔地下室,毫不留情的毁坏了一个旧轧干机;俄罗斯一位教师的经历更可怕,一个80厘米直径的球状闪电在他头上来回跳动不下20次,然后悄然消失了;此外,前苏联也有报道说,一个球状闪电飞进了一个盛水的大锅里,水立刻沸腾起来,球状闪电在锅里翻滚了10分钟才熄灭;另有一次,一个足球大小的球状闪电沿街滚动、跳跃,接触到地面时,竟炸出了一些深半米、直径1米的坑,最后,随着一声轰响,火球钻进地下。

1962年夏,我国山东省济南市解放军106医院。刚刚下过大雨,手术室护士柴树娣打开窗户准备透透气,窗外忽然出现一个火球,飞入屋内,打灭了屋顶的吊灯,又飞入走廊,在电闸前爆炸,造成停电,无人员伤亡。

1972年夏,发生地点:南京华东工程学院(原哈军工炮兵工程系,现南京理工大学)东村(家属住宅区当时名称)平房。在大雨倾盆,雷电交加之际,我和我父亲同时通过窗户看见一个巨大的橘黄偏红颜色的球形闪电,直径在60cm至70cm左右。此球形闪电从我们对面滚动而来,顺着屋顶从我们头上屋顶滚过,并发出极为震撼的隆隆声,就在它滚过我们头顶的屋顶的同时,屋顶同等位置的白炽灯化作一团火球落进水泥地中,在水泥地上留下一个烧焦的圆形黑印,从中间向周围发散状,由深变浅。从我们看到它到它消失,时间持续有近四分钟左右。它的滚动速度和一个人步行的速度相当。当时,我父亲就坐在电灯下面垂直点边上的50cm附近的椅子上,我站在他的后面。所以,都惊出一身冷汗。我父亲当时就说,要是坐在灯下,命就没了。

1997年7月14日下午,我国江苏省北部沛县,一个小孩在路上走着,天上突然一个球型闪电从天而降,垂直向小孩掉下,旁边的邻居让小孩逃跑。跑了几步之后,火球落地爆炸,所幸并无伤亡。

1999年3月16日下午,我国湖北省北部的枣阳市忽然间闪电频发,雷声惊天,当场造成9人死亡、20余人受伤的罕见灾害。据目击者称,雷击现场有一片红光,这正是球状闪电的特征。

2002年8月20日约21时,重庆渝北4个孩子在屋顶乘凉,天气闷热,突然一道闪电从天而下,打在距离孩子50m出,形成一个巨大的白色球体,4孩子出现短暂性失明,随后大雨倾至,4孩子很害怕,在破屋里足足躲藏2小时之久。

2007年8月21日傍晚,我国广东省广州市海珠区赤岗路一带雷电交加,“一团闪电”从天而降,把目击者惊得发呆。据目击者回忆,那道闪电像一个很大的火球,发出很强的蓝绿色的光,还震坏了不少居民家的电器。

2008年的一个夏天傍晚左右,一个橙色的足球大小的光球落入北京市顺义区一户农家院内,目击者还未反应过来,此球已在距地面两米左右处爆炸,顿时发出一声巨响,光球瞬间爆炸,向四外放出弧状光,光亮无比,几秒钟后,光球消失不见,目击者查看爆炸位置的地面,没有一丝痕迹就像没有发生过一样。

2009年6月的一个下午,我国山东省中部的邹城市下雷雨时,在第四中学一个球状闪电随着一声巨响和一片红光爆炸了。

 2009年8月4日上午,位于石家庄市西兆通镇南石家庄村的村民自建一临街房屋遭雷击突然倒塌。据现场三名目击者称,9时15分左右,突然听到一声雷响,只见一直径约一米多的耀眼火球击中房屋西北角,瞬间房屋自北向南依次倒塌,将避雨的人员埋在废墟中。而那个火球正是球状闪电的特征。

2013年8月7日15时许,邯郸忽然白昼如夜,狂风大作骤降暴雨一个来小时。而在暴风雨结束后约一个小时后,永年县讲武乡的一个小村庄里,一声震耳欲聋的巨响打破了原本的宁静。不少目击村民称,巨响前曾看到不明物体坠落,形似“红球”,事后发现,不明物体坠落处多户村民家中电器均遭到不同程度毁坏。经研究发现这就是自然现象球状闪电造成的。

2013年8月12日,风雨交加夜。河北省吴桥县吴来义村张老汉家突遭“球状闪电”袭击,三间土坯房被烧毁,张老汉夫妇不幸身亡。

2014年兰州西北师范大学的研究人员在青海省一个雷暴天气中绘制辐射地图时,意外记录下这个难以捉摸的发光球。光球从地面升起,变成一道闪电,在地上穿行15米,然后消失。研究人员说,球状闪电的直径约5米,只出现了不到2秒钟。这场发生在2012年的风暴的视频和光谱,被认为是迄今为止自然界球状闪电的首次科学记录。

球状闪电

此次兰州西北师范大学研究人员使用光谱设备记录了球状闪电,从而能够识别构成球状闪电的主要元素。他们发现球状闪电中包含:铁、硅、钙,这与土壤主要成分相同。

2014年8月5日,一团巨大的球状闪电进入到山西运城新绛县水利水保局大楼3层的楼道内,瞬间爆炸,前后不到一秒钟,造成了5台计算机损坏,无人员伤亡。

球状闪电视频

 

球状闪电相关推测

自从发现了球状闪电,人们通常会把球状闪电和人体自燃联系在一起,有人认为,人体自燃是由于遭受了这种闪电而导致的,一个球状闪电爆炸时释放的能量约相当于10公斤TNT炸药爆炸时放出的能量,一般爆照之后都会留下烧焦,硫磺的气味。这一解释虽然没有得到证实,但是很多人愿意相信这种解释。

关于球状闪电和UFO的关系,人们认为很多人类观察到的UFO可能就是球状闪电,球状闪电在运动过程中,周边空气部分被电离,进而形成薄厚不均匀的发光屏蔽层,使目击者看到碟形、环形、雪茄形等形象。而且在对UFO目击报告检测中发现大部分的都是属于球状闪电造成的幻影。但是也有人认为,球状闪电多发生于雷暴天气中,但是UFO目击事件中也有发生在晴朗的天气里。对于这种观点,人们也暂时无法解释。

 

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