Текст книги "Юный техник, 2005 № 04"

Автор книги: Юный техник Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 6 страниц)

РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО!
Шаровая молния: вопросы без ответов

«Одно время много писали, что ученые научились получать искусственно шаровые молнии, и потом все затихло. Так удалось все же разобраться в природе шаровых молний или нет?»

Андрей Казьмин,

Нижний Новгород

Обширная литература по шаровой молнии (ШМ) насчитывает более двух тысяч работ, не считая бесконечного числа газетных заметок. Впервые целую коллекцию связанных с нею случаев описал французский академик Араго. В его книге, датированной 1859 годом, приводится, в частности, первый достоверно зарегистрированный случай гибели матроса и тяжелого ранения двух других в результате взрыва шаровой молнии на борту судна «Гуд Хоуп». Произошло это 13 июля 1798 года.

«Литературная газета» 21 декабря 1983 года описала событие, происшедшее на Кавказе. Огромная шаровая молния внезапно появилась из тучи в самом начале грозы. От ее взрыва пострадало 23 человека, трое из них погибли.

Случаи разрушения, виной которых стали шаровые молнии, позволили обсчитать их некоторые наиболее важные энергетические параметры. Чаще всего шаровая молния живет от 5 до 16 секунд, ее диаметр 24–32 см, энергия составляет от 13 до 32 кДж, что соответствует энергии от падения грузов весом от 130 до 320 кг с высоты один метр. Стоит ли удивляться, что она может быть опасна!

Еще в конце 40-х годов прошлого века академик П.Л.Капица высказал гипотезу о том, что шаровая молния получает энергию извне при помощи радиоволн. Этим можно объяснить и ее высокую энергоемкость, и почти все другие странности поведения. В лабораторных условиях физики П.Л.Капица, Е.Бабат и другие получали высокочастотные разряды сантиметровых радиоволн, внешне похожие на ШМ. Однако появление во время грозы достаточно мощных потоков таких радиоволн обнаружить не удалось. Не получает ли шаровая молния энергию каким-то иным путем, например, в виде потока элементарных частиц? Ответа нет.

Еще один факт. В конце 80-х годов XX века ШМ размером с футбольный мяч пролетала на высоте 20–30 метров над деревней Гольцовка, что в Алтайском крае. При этом был раздавлен сарай с железобетонными столбами, сорван вместе с гвоздями шифер с крыши дома, поднят и перенесен на триста метров железный каркас весом в 100 кг. Все это могло бы проделать магнитное поле напряженностью в несколько десятков миллионов гаусс. Величина огромная: магнитное поле Земли равно 0,5 гаусса, а в лабораториях удается на тысячные доли секунды получить поле в один миллион гаусс.

В ряде случаев ШМ плавила на улице асфальт и сжигала траву. При этом очевидцы указывали ее расстояние от земли. По этим данным удалось определить, что температура молнии составляет 2–3 тысячи градусов.

Шаровая молния издавна привлекала внимание художников.

Во всех гипотезах принято считать, что ШМ образуется в результате специфического, пока до конца не понятного, воздействия электрического разряда на воздух и находится в состоянии плазмы. Плотность ее вещества при этом примерно в 10 раз меньше плотности окружающего воздуха. Это означает, что шаровая молния должна всплывать, подниматься вверх со скоростью выпущенного из рук воздушного шарика. Но свидетельства отмечают, что в большинстве случаев она движется либо горизонтально, либо вниз. Лишь десятая часть ШМ очень медленно поднимается вверх. Что же ей мешает подниматься? Ответа нет.

Далее. Разделив энергию шаровой молнии на ее объем и плотность, можно узнать, какая энергия выделяется при взрыве одного грамма ее вещества. Эту величину называют удельной энергоемкостью. Оказывается, что у ШМ она как минимум в полтора раза больше, чем у сильнейшего взрывчатого вещества – гексагена. А энергоемкость некоторых шаровых молний в 15 раз выше, чем у гексагена. Если бы удалось энергию лучших образцов шаровых молний приспособить для космических полетов, то путешествие на Луну превратилось бы в мероприятие, доступное рядовым туристам.

Ракетчикам в принципе известны вещества, способные дать на единицу массы в 15 и даже в 30 раз больше энергии, чем гексаген. Это атомарный водород и молекулярный гелий. Но время их жизни – миллионные доли секунды. Проводившиеся на протяжении последних пятидесяти лет крупномасштабные исследования в надежде увеличить этот срок ни к чему не привели. Вполне возможно, что подобные вещества «работают» и в шаровых молниях, но что там увеличивает продолжительность их жизни – ответа нет.

Вот еще одна загадка: газета «Правда» сообщала 8 ноября 1981 года о столкновении военного самолета с шаровой молнией. Огромный, до пяти метров в диаметре, огненный шар летел рядом с самолетом прямо перед стеклом кабины. Через какое-то время молния взорвалась. Самолет получил повреждения, но до аэродрома дотянул.

Проведем небольшое следствие. Самолет летит со скоростью несколько сот метров в секунду. Если предположить, что шар, летящий рядом с ним, состоял из плотного твердого вещества, то в обтекающем его воздухе должны были возникнуть сильнейшие вихри, которые не могли не повлиять на устойчивость самолета. (Они нередко погибают от гораздо менее сильных вихрей, создаваемых другим самолетом, летящим впереди на расстоянии в сотни метров.) Но летчик ни о каких нарушениях в поведении машины не сообщает. Значит, их не было.

Огненный шар не влиял на воздушный поток, обтекающий самолет.

Это можно объяснить лишь одним: воздушный поток проходил огненный шар насквозь. Но в этом случае шаровая молния не может быть сгустком или облаком газа.

Ученые не раз пытались получить ШМ в лабораторных условиях. Впервые и наиболее успешно это удалось изобретателю свинцового аккумулятора Гастону Планте.

Ученый заряжал соединенные параллельно аккумуляторы от гальванического элемента, а затем при помощи специального переключателя – «реостатической машины» – соединял их последовательно. (Отдельный аккумулятор в среднем дает напряжение 2,5 В, но когда их соединяют последовательно, то напряжения складываются.)

Так Планте удавалось получить батарею с напряжением до 4500 В. При ее разряде через воду на положительном электроде получались устойчивые вращающиеся шары. Направление вращения было случайным, что говорит о том, что оно не связано с действием тока. В то же время при перемещении электрода шары следовали за ним. Это говорит, что они получали энергию от батареи.

Схема опытов Планте. Слева – шаровая молния между комочками мокрой бумаги. Справа – молния в ванне.

Такие огненные шарики Планте уверенно отождествлял с шаровыми молниями и полагал, что шаровая молния – это первичная форма существования «электрической материи», а линейная – лишь цепочка шаровых. Это заявление он подтверждал своими наблюдениями, из которых следовало, что в городе практически при любой грозе можно увидеть ШМ, нужно лишь уметь смотреть.

Планте утверждал, что ШМ получает энергию через вихревой столб, по которому на нее стекают заряды из грозовых туч. Сегодня к этому можно добавить то, чего Планте не знал: полый внутри вихревой столб является отличным волноводом, концентрирующим в нижней своей части энергию возникающих при грозе электромагнитных волн.

Но почему же шаровые молнии не наблюдались в экспериментах других ученых? Начнем с источников тока.

В то время их было два. Первый – это мощные батареи, длительно дававшие токи в десятки и сотни ампер при напряжении несколько десятков вольт. Опыты с ними привели к открытию дугового разряда.

Другие – электростатические машины и конденсаторы – давали короткие (около 0,001 с) импульсы напряжением до 100 000 В. Получались длинные змеистые искры, похожие на линейную молнию. Сегодня эти опыты продолжаются. Длина разряда достигает 50 м при напряжении миллионы вольт, но шаровых молний нет как нет.

Источник тока, которым пользовался Планте, отличался по своим параметрам от тех и других. Напряжение в 4500 В, сила тока медленно, за 10–20 секунд, спадала от десятков ампер до нуля. Источников тока с такими характеристиками не было тогда и нет сейчас. Возможно, их сегодня можно было бы получить на основе молекулярных конденсаторов, но гораздо проще было бы повторить установку Планте. Уж если он ее сумел сделать сто пятьдесят лет назад, то получится и сейчас. А секретов из своих опытов он не делал. Они подробно изложены в докладах французской Академии наук в 1875 году, а часть их описаний вы можете попробовать найти в «ЮТ» № 8 за 1999 г.

А.ИЛЬИН

ВЕСТИ С ПЯТИ МАТЕРИКОВ

СЛОНА МОЖНО СДЕЛАТЬне только из мухи, но и из старых телевизоров и компьютеров. Это наглядно показали японские дизайнеры, превратив вышедшую из строя компьютерную технику в забавную скульптуру, неизменно привлекавшую внимание местной детворы.

КОСМИЧЕСКИЙ ЛЕСнамерены вырастить из семян, побывавших на орбите, китайские лесоводы. Для этого со специальным спутником они отправили на 18 суток за пределы Земли специальный контейнер, в котором находились семена шести видов деревьев. Считается, что после обработки космическими лучами семена приобрели особые свойства: например, деревья, которые прорастут из них, будут развиваться намного быстрее. Проверить это можно будет лет через пять.

Пока же можно сказать, что вся затея с космическим лесом чуть не провалилась, поскольку капсула с семенами при сходе с орбиты упала прямо на жилой дом в одной из деревень провинции Сычуань. По счастью, не пострадали ни люди, ни семена.

DVD ИЗ… КУКУРУЗЫразработали сотрудники американской корпорации Pioner. Диски на 87 % состоят из органического полимера, полученного из кукурузных зерен. А сверху полимер покрыт сверхпрочной смолой, на которой записываются 25 гигабайт информации. Такой диск, в отличие от обычного, попав на свалку, разлагается микробами всего за несколько недель. А при сжигании не выделяет в атмосферу вредные химикаты. Таким образом, компьютерщикам удалось выполнить все требования экологов. Кстати, несколько месяцев назад аналогичную разработку представили японские технологи. Только основой их диска является бумажная целлюлоза.

ЭЛЕКТРОННЫЙ НАДЗИРАТЕЛЬпоявился в средней школе «Импингтон Виллидж», что неподалеку от Кембриджа, в Англии. Здесь на входе поставили специальный сканер, приложить руку к которому обязан каждый входящий в школу. При этом компьютер сам по отпечаткам пальцев опознает ученика и отмечает его имя в электронном журнале присутствующих в школе. Если же ученик прогуливает уроки, сообщение о том в тот же день поступит на домашний компьютер или мобильный телефон его родителей. Заодно компьютер выполняет и роль стража. Если в школу попытается пройти посторонний, электроника тут же поднимает тревогу.

АНОМАЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕвольфрамата циркония смогли объяснить физики из Калифорнийского университета в Санта-Круз. Дело в том, что сплав вольфрама с цирконием при нагреве не расширяется, как все другие металлы, а сжимается. Это свойство ныне широко используется в различных областях техники – от микроэлектроники до стоматологии. Однако до сих пор никто не знал, почему так получается.

Авторы работы изучили особенности колебания атомов в кристаллической решетке структуры и построили модель, которая показывает, каким образом при повышении температуры увеличивается притяжение между атомами, приводя к аномальному эффекту.

ПЕРЕДВИЖНОЙ МАГАЗИНЧИКна базе малолитражки Altoсоздали сотрудники японской фирмы Suzuki. Они полагают, что такой пикап весьма пригодится современным коммивояжерам, торгующим на базарах под открытым небом. Ведь трансформировать автомобиль из транспортного средства в торговую точку и обратно можно всего за несколько минут. А салонный кондиционер позволяет продавцу не мерзнуть на морозе и не потеть в жару.

КТО ИЗОБРЕЛ КОЛЕСО?Теперь это известно точно. Японские инженеры Шиншири Хираи и Юута Суджияма из японского университета Ritsumecanпостроили несколько прототипов мотор-колеса, которое приводится в движение за счет эффекта «памяти формы». Устройство представляет собой колесико диаметром 4 см и толщиной 1 см. Обод его сделан из упругого пластика, а спицы – из металла с памятью формы. Если подавать на каждую спицу в определенной последовательности электрические импульсы, то она изгибается и укорачивается, заставляя таким образом колесо катиться.

Как показали испытания, такие движители способны преодолевать подъемы до 20 градусов и даже подпрыгивать на высоту до 8 см. Предполагается, что новая конструкция сможет найти применение в конструкциях планетоходов.

ФАНТАСТИЧЕСКИЙ РАССКАЗ
«Предельная черта»

Теодор КОГСУЭЛЛ

Перевел с английского Виктор ВЕБЕР

Художник Лена САНКИНА

– Приготовились, – скомандовал Карл. – Все вместе. Синхронно.

От напряжения по их лицам катились крупные капли пота, но они все же сумели вырваться из гиперпространства. В отсеке прошелестел вздох облегчения.

Карл связался с рубкой.

– Что видно, Ферди?

– Альфа Центавра прямо по курсу. – Пауза. – А чуть левее… Бог мой, это какой-то мужчина в шляпе.

Все разом бросились в рубку. Ферди как зачарованный смотрел на обзорный экран. Карл проследил за его взглядом.

В пяти футах от корабля, в открытом космосе, плавал толстячок в строгом костюме, кожаных туфлях и шляпе. Он помахал рукой, раскрыл кейс, достал лист бумаги и указал на написанные на нем слова.

– Что там такое? – спросил Карл. – Не могу разглядеть.

Ферди прищурился.

– Это безумие! – вырвалось у него. – Он спрашивает, можно ли войти в звездолет.

– И что ты думаешь?

– Мы, похоже, сошли с ума, но отказать было бы невежливо.

Карл приглашающе указал на шлюз. Толстяк покачал головой и сунул руку в жилетку. Исчез с экрана и появился в рубке. Сняв шляпу, он поклонился остолбеневшим от изумления землянам.

– Ваш покорный слуга, господа. Твискамб, Ферзиал Твискамб. Представитель экспертной фирмы «Квимбам и Свенч». Летел по вызову клиента на Формалгею, но заметил какие-то возмущения в гиперпространстве и решил посмотреть, в чем дело. Вы с Сола Три, не так ли?

Карл молча кивнул.

– Я так и думал. Надеюсь, вы не откажете в любезности сообщить мне, куда направляетесь?

– Мы надеемся найти подходящую для жизни планету в системе Альфа Центавра.

Мистер Твискамб насупился.

– Планета есть, но могут возникнуть некоторые осложнения. Видите ли, там заповедник примитивной цивилизации. Не уверен, что Галактический Совет одобрит новое поселение. Правда, в последнее время народу там поубавилось и южный континент практически опустел… – Твискамб задумался. – Знаете что, на Формалгее я зайду к администратору Галактического сектора и узнаю его мнение. А теперь позвольте откланяться. Клиент не может ждать. Наша фирма гордится своей пунктуальностью.

Толстяк вновь сунул руку в жилетку, но Карл схватил его за плечо, с облегчением почувствовал под руками осязаемую плоть.

– Мы сошли с ума?

– Нет, разумеется, нет, – мистер Твискамб осторожно высвободился. – Просто отстали в развитии на несколько тысячелетий. Миграция суперменов с нашей планеты началась, когда ваши предки еще учились разжигать огонь.

– Миграция? – тупо повторил Карл.

– Совершенно верно. – Толстяк снял очки, тщательно протер стекла. – Мутации, вызванные открытием атомной энергии, в абсолютном большинстве случаев приводят к появлению группы индивидуумов, способных реализовать на практике парапсихические способности мозга. Тогда же возникает проблема их взаимоотношений с остальным населением. Довольно часто супермены покидают материнскую планету, чтобы избежать будущих конфликтов. С их стороны это роковая ошибка. Побывав на Альфе Центавра-Два, вы поймете, что я имею в виду. Боюсь, вам не понравится то, что вы увидите.

Мистер Твискамб поправил шляпу и исчез.

Друзья переглянулись. Каким-то образом толстяк попал в точку: они, группа суперменов, действительно тайком бежали с Земли, чтобы положить начало новой цивилизации на какой-нибудь приветливой планете у звезды Альфа Центавра.

В отличие от обычных землян, они умели летать, хотя это стоило им немалых усилий. Они умели, хотя и с трудом, читать мысли и даже передавать их, хотя после этого страшно раскалывалась голова. Они сумели даже с трудом протащить усилием воли старый космический корабль сквозь гиперпространство. И вот теперь толстяк с неведомой планеты вылил на них ушат холодной воды и исчез.

Самый старший из суперменов, Карл, поднял руку, привлекая внимание.

– Я хочу знать только одно: говорил я с толстяком в шляпе или мне это померещилось?..

Ему никто не ответил…

Сорок восемь часов спустя они взлетели со Второй планеты и собрались в рубке, чтобы обсудить планы на будущее. От веселья, царившего на корабле после прибытия к Альфе Центавра, не осталось и следа.

– Увиденное обсуждать не стоит, – начал Карл. – Вариантов у нас два: лететь к другим звездам или возвращаться.

Рыжеволосая девушка подняла руку.

– Да, Марта?

– Думаю, нам придется поговорить о том, что мы увидели. Мы просто обязаны вернуться, если своим отлетом обрекли человечество на такое будущее.

Ей возразил юноша в роговых очках.

– Если рассматривать только наше поколение, не так уж и важно, вернемся мы на Землю или полетим дальше. Вряд ли нас обвинят в чрезмерном эгоизме за решение покинуть Землю навсегда. Речь должна идти о наших потомках. Этот странный толстяк, так внезапно появившийся и тут же исчезнувший, – наглядный пример того, кем можно стать, развивая заложенные в нас возможности. Я считаю, что благополучие нового биологического вида гораздо важнее, чем регресс остального человечества.

Присутствующие одобрительно загудели.

– Кто следующий? – спросил Карл.

Вверх взметнулись полдюжины рук, но Карл отдал предпочтение Ферди.

– Думаю, мы должны вернуться. Как и предыдущий оратор, я полагаю, что лично меня не могут обвинить в чем-то предосудительном. Я предпочел бы несколько лет постранствовать среди звезд. Но чем дольше мы будем отсутствовать, тем сложнее нам будет влиться в земную цивилизацию. Мы покидали землю в уверенности, что делаем человечеству подарок, но увиденное внизу… – он кивнул на диск Альфы Центавра-Два, сверкающий на обзорном экране, – …доказывает ошибочность наших убеждений. Похоже, супермены необходимы для того, чтобы удерживать цивилизацию от полной деградации.

Возможно, мы являемся необходимым катализатором.

Короче, мы нужны Земле. Не протянув Человеку руку помощи, мы не сможем спокойно спать в нашем новом светлом мире.

– Согласен с тобой, – кивнул Карл, – но, вернувшись, мы вновь столкнемся с проблемой взаимоотношений. На нас будут смотреть, как на выродков, а что произойдет, если число таких, как мы, начнет расти? Любая общность людей, наделенных особыми способностями, вызывает подозрения, и я бы не хотел обречь своих детей на жизнь в мире, где им придется убивать, чтобы не погибнуть самим.

– В крайнем случае, они всегда смогут покинуть Землю, как это сделали мы, – возразил Ферди. – Идея миграции первой пришла нам в голову, и мы сразу ухватились за нее. Но наверняка есть и другие решения, только их нужно поискать, – он взглянул на юношу в роговых очках. – Как потвоему, Джим?

Тот неохотно кивнул.

– Окончательно ты меня не убедил, но, вероятно, нам следует вернуться. При одном условии! Если возникнут трения, мы немедленно улетаем.

– Согласен, – Ферди обвел взглядом рубку. – А вы?

– Мы тоже, – ответила за всех остальных рыжеволосая Марта.

И тут у двери кто-то одобрительно захлопал в ладоши.

В пылу спора никто не заметил возвращения мистера Твискамба.

– Мудрое решение, очень мудрое, – покивал тот. – Свидетельствует о высокой социальной зрелости вашей цивилизации. Я уверен, что ваши потомки будут вам очень признательны.

– За что? – грустно спросил Карл. – Мы лишаем их всего, что имеете вы. Например, мгновенной телепортации. Для нас это даже не жертва, мы только овладеваем заложенными в нас возможностями, но они потеряют многое. Не знаю, вправе ли мы заставлять их платить такую цену?

– А как насчет другой цены? – возразил Ферди. – Как насчет этих тупорылых личностей, безучастно сидящих на солнцепеке и изредка почесывающих спину? Мы не имеем права приговаривать обычных людей к такому будущему.

– Об этом не беспокойтесь, – вмешался мистер Твискамб. – Напрасно вы думаете, что видели внизу обычных людей.

– Что?!

– Разве вы не поняли? Там находятся потомки тех, кто давным-давно покинул мою родную планету. Вы видели чистокровных суперменов. Они подошли к предельной черте и, не в силах переступить ее, повернули назад.

– А кто же тогда вы? Не супермен?

– Разумеется, нет. Мои предки – обычные люди. Супермены покинули нас сотни лет тому назад. – Твискамб хмыкнул. – Самое забавное, мы и не знали, что они улетели.

Наша жизнь текла своим чередом. Потом мы их нашли, но, к сожалению, слишком поздно. Видите ли, вся разница в том, что возможности машины беспредельны, а человеческого организма – нет. Как бы громко вы ни кричали, с определенного расстояния вас не услышат, и придется брать мегафон.

Незначительные изменения нейронных связей позволили вам контролировать некие источники физической энергии, недоступные обычным людям. Но тело у вас человеческое, со свойственными ему физиологическими ограничениями. И наступает момент, когда необходимо прибегнуть к помощи машины, чтобы идти дальше. Однако за несколько столетий, затраченных на развитие парапсихических сил, а не на познание окружающего мира, внутренние возможности мозга исчерпываются и забывается сама концепция машины. И куда тогда идти нашим суперменам?

Твискамб оглядел землян, но ответа не последовало.

– У нашего народа есть древняя, но поучительная притча. Один мальчик купил теленка. Он думал, что сможет накачать мышцы, поднимая его над головой десять раз в день, и в итоге поднимет того же теленка, выросшего в быка. Вскоре мальчику стало ясно, что планы его невыполнимы. То же произошло и с суперменами. Достигнув предельной черты, они остановились. И вы видели, к чему это привело. У нас же были машины, которые всегда можно усовершенствовать. Поэтому на пути нашей цивилизации не возникло непреодолимых преград. – Твискам достал из жилетки блестящий предмет размером с портсигар. – Эта крошка силовым лучом связана с энергогенераторами Альтаира. С ее помощью я могу двигать планеты.

– Да, – пробормотал потрясенный Карл, – я понимаю, о чем речь. – Он обвел взглядом землян. – Пошли в двигательный отсек. Впереди у нас долгий путь.

– Когда вы доберетесь до Земли? – полюбопытствовал мистер Твискамб.

– В лучшем случае, через два месяца.

– Какая непростительная трата времени!

– Полагаю, вы можете добраться туда быстрее? – с ноткой обиды в голосе спросил Карл.

– Ну конечно же, – улыбнулся толстяк. – При необходимости я буду там через полторы минуты. Вы, супермены, такие медлительные. Я рад, что родился обычным человеком.

* * *

Звякнул дверной звонок. Карл открыл дверь и впустил Ферди.

– Я поднялся на лифте, – пояснил тот. – Чтобы избежать лишних волнений. Я вижу, ты доволен собой.

Карл рассмеялся.

– Мне удалось устроиться на прежнее место.

– Я тоже. Шеф прочитал мне лекцию о том, что нельзя бросать товарищей в самый напряженный момент, но взял обратно. Его просто распирало от гордости.

Машина, которую мы конструировали, наконец-то заработала.

– Машина? Напомни.

Ферди загадочно улыбнулся.

– Она нейтрализует силу тяжести.

– В смысле?

– Шеф вешает ее себе на спину и летает по лаборатории, словно птица.

У Карла отвисла челюсть.

– Как мы?

– Именно. Он научился управлять гравитационным полем. Еще десять лет, и люди нас переплюнут. Как говорил Твискамб, для машины предела нет. Думаю, наши опасения насчет будущего беспочвенны. Вряд ли кто поставит нам в упрек, что мы может пролетать тридцать миль в час, если машины помчат людей куда быстрее. Похоже, эра суперменов закончилась, не успев начаться. – Ферди потянулся и зевнул. – Пойду-ка я домой и хорошенько отосплюсь. Завтра тяжелый день. – Он подошел к окну и посмотрел вниз.

– Полетишь? – спросил Ян.

Ферди улыбнулся, покачал головой.

– Нет. Подожду, пока мой шеф сделает еще одну модель.