Μια νέα εξήγηση για ένα από τα πιο παράξενα περιστατικά στη φύση:Ball Lightning
Κάθε τόσο, δεδομένων των κατάλληλων συνθηκών, ένα μικρό και κατά προσέγγιση σφαιρικό κομμάτι της ατμόσφαιρας γύρω μας θα πάρει για λίγο φωτιά. Καθώς προβάλλονται καλύτερα μέχρι αργά το βράδυ και δεν έχουν προφανή φυσική εξήγηση, ίσως δεν είναι περίεργο που έχουν εμπνεύσει μια πλούσια μυθολογία. Τα ονόματα για τις μπάλες φωτιάς περιλαμβάνουν ignis fatuus , will-o’-the-wisp, φώτα φαντασμάτων και αστραπή μπάλας. Λέγεται ότι αιωρούνται πάνω από τάφους, χορεύουν στις όχθες των ποταμών, σηματοδοτούν την επικείμενη άφιξη ενός σεισμού και καταδιώκουν τους διαδρόμους των αεροπλάνων. Ακόμη και σήμερα, δεν έχουμε ξεκάθαρη κατανόηση του πώς σχηματίζονται και κάνουν αυτό που κάνουν. Κάτι που δεν σημαίνει ότι οι επιστήμονες έχουν, λοιπόν, πέσει την μπάλα. Τον περασμένο μήνα, ο Κινέζος επιστήμονας H.-C. Ο Wu προσέφερε μια συναρπαστική νέα εξήγηση στις Επιστημονικές Εκθέσεις .
Μερικές βολίδες φαίνεται να είναι προϊόντα ζωντανών οργανισμών. Η αποσύνθεση της οργανικής ύλης, για παράδειγμα, σε έλη και άλλους υγροτόπους (ή ακόμα και σε ομαδικό τάφο σε πολωνικό δάσος) οδηγεί στην απελευθέρωση αερίων που περιέχουν μεθάνιο και φώσφορο, όπως η φωσφίνη, τα οποία μπορούν να αναφλεγούν αυθόρμητα μετά την επαφή με το οξυγόνο στο ατμόσφαιρα, παράγοντας ένα φως που τρεμοπαίζει στον αέρα. Μερικά, από την άλλη πλευρά, είναι ηλεκτρικής προέλευσης, σπινθήρες μέσα στο έδαφος κατά τη διάρκεια ενός σεισμού, καθώς τα στρεσαρισμένα πετρώματα απελευθερώνουν ένα ρεύμα ηλεκτρονίων στην επιφάνεια όπου, αλληλεπιδρώντας με τον αέρα, παράγουν λάμψεις φωτός. Άλλοι πάλι σχηματίζονται στην ατμόσφαιρα, συνήθως κατά τη διάρκεια καταιγίδων, και ονομάζονται "ball lightning".
Το Ball Lightning έρχεται στα περισσότερα χρώματα του ουράνιου τόξου και ποικίλλει σε μεγέθη—από ένα τυπικό μάρμαρο παιχνιδιών μέχρι εκείνες τις πολύ μεγάλες μπάλες γυμναστικής πάνω στις οποίες κάθονται μερικοί άνθρωποι αντί για καρέκλες γραφείου. Μπορεί να σχηματιστεί μέσα σε κλειστούς χώρους και να κινηθεί προς τα κάτω από τις καμινάδες και οριζόντια μέσα από κλειστά παράθυρα. Εκτός από την παραγωγή φωτός, ο κεραυνός μπάλας μπορεί να εκπέμψει σπινθήρες και σχετίζεται με συριγμούς ή θορύβους και μια έντονη, ερεθιστική οσμή. Συνήθως διαρκεί μόνο δευτερόλεπτα, λάμποντας με την ένταση μιας φωτεινής οικιακής λάμπας. Η απρόβλεπτη και μεταβλητή φύση του κεραυνού μπάλας έχει καταστήσει δύσκολη την ανάπτυξη μιας οριστικής θεωρίας που να εξηγεί πώς λειτουργεί, αλλά οι αναφορές για την παραξενότητά του είναι πολλές και έχουν δημοσιευθεί εδώ και αιώνες.
Την άνοιξη του 1963, για παράδειγμα, ο αείμνηστος αστρονόμος Ρότζερ Τζένισον βρισκόταν σε μια πτήση αργά τη νύχτα μέσα από μια καταιγίδα όταν είδε την εμφάνιση μιας φωτεινής μπάλας μεγέθους μπάσκετ λίγο μετά το χτύπημα του κεραυνού στο αεροπλάνο. Η μπάλα «βγήκε από την καμπίνα του πιλότου και πέρασε στο διάδρομο του αεροσκάφους», είπε, «διατηρώντας το ίδιο ύψος και πορεία για όλη την απόσταση στην οποία μπορούσε να παρατηρηθεί». Σε μια άλλη περίπτωση, μια γυναίκα από το Ηνωμένο Βασίλειο ανέφερε ότι καθόταν στο σπίτι «όταν, χωρίς καμία προειδοποίηση, μια μεγάλη πορτοκαλί μπάλα, μάλλον σαν μεγάλο γκρέιπφρουτ αλλά πιο πορτοκαλί και αφράτη στις άκρες, πέρασε από το μπροστινό παράθυρο, που ήταν κλειστό και το τυφλό επίσης κλειστό. Ταξίδεψε οριζόντια περίπου στο ύψος των ώμων για περίπου 10 δευτερόλεπτα και αμέσως μετά ακολούθησε ένα χτύπημα βροντής ακριβώς από πάνω μου που ήταν τόσο δυνατό που πυροβόλησα από την καρέκλα μου.»
Το πέρασμα του κεραυνού μπάλας στα σπίτια μέσω των υαλοπινάκων και η ικανότητά του να αναπτύσσεται μέσα στο αεροσκάφος έχει αποδειχθεί ότι είναι προκλητικές παρατηρήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Οι εξηγήσεις για το πώς σχηματίζεται ο κεραυνός μπάλας είναι ακόμη πιο διαφορετικές από τα φυσικά χαρακτηριστικά του. Μόνο ένα δείγμα των θεωριών εκεί έξω υποδηλώνει ότι η μπάλα είναι ένα σύννεφο καυτών σωματιδίων πυριτίου, μια φυσική πυρηνική αντίδραση, μια επιληπτική ψευδαίσθηση που προκαλείται από κεραυνούς, μια μικροσκοπική μαύρη τρύπα, ένα σύνολο κυτταρίνης και άλλων φυσικών πολυμερών και ένα γεμάτο με μικροκύματα φυσαλίδα πλάσματος.
Οι φυσαλίδες μικροκυμάτων ήταν το επίκεντρο της εργασίας του Wu, ενός επιστήμονα στο Πανεπιστήμιο Zhejiang στο Hangzhou της Κίνας. Ενώ οι ερευνητές είχαν προηγουμένως προτείνει ότι τέτοιες φυσαλίδες θα μπορούσαν να σχηματιστούν από ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από βροντερά σύννεφα ή ατμοσφαιρικά μέιζερ, ο Wu θεωρεί ότι τα μικροκύματα προέρχονται από μια δέσμη ηλεκτρονίων που επιταχύνονται σε ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός όταν η Γη χτυπιέται από κεραυνό. Συγκεκριμένα, τα ηλεκτρόνια επιταχύνονται από το ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται καθώς ένα κανάλι ηλεκτρονίων κινείται σταδιακά από τη βάση ενός σύννεφου προς το έδαφος, ακριβώς πριν από τη φωτεινή λάμψη που γνωρίζουμε ως κεραυνό. «Στην άκρη ενός κεραυνού που φτάνει στο έδαφος», λέει ο Wu, «μπορεί να παραχθεί μια σχετικιστική δέσμη ηλεκτρονίων, η οποία με τη σειρά της διεγείρει την έντονη ακτινοβολία μικροκυμάτων».
Ανεξάρτητα από την πηγή τους, τα ατμοσφαιρικά μικροκύματα παράγουν πλάσμα φορτίζοντας τον περιβάλλοντα αέρα. Η ακτινοβολία ασκεί επαρκή πίεση για να ωθήσει το πλάσμα προς τα έξω σε μια φυσαλίδα, την οποία βλέπουμε ως αστραπή μπάλας. Τα μικροκύματα παγιδευμένα μέσα συνεχίζουν να παράγουν πλάσμα και έτσι διατηρούν τη φυσαλίδα για τη σύντομη διάρκεια ζωής της. Ο κεραυνός της μπάλας τελικά εξασθενεί καθώς η ακτινοβολία που συγκρατείται μέσα στη φυσαλίδα διαχέεται. Στην περίπτωση που η φούσκα σπάσει, τα μικροκύματα μπορεί να διαρρεύσουν και να προκαλέσουν εκρηκτικό άκρο της μπάλας.
Η παρουσία μικροκυμάτων και πλάσματος ως συστατικά του κεραυνού μπάλας μπορεί να εξηγήσει αρκετές από τις ιδιότητές του. Για παράδειγμα, τα μικροκύματα μπορούν να περάσουν μέσα από υαλοπίνακες, γι' αυτό και τα παράθυρα δεν εμποδίζουν την είσοδο του κεραυνού. Τα μικροκύματα τείνουν επίσης να κάνουν έναν ηχητικό θόρυβο όταν συναντούν το εσωτερικό αυτί ενός ατόμου και το πλάσμα που παράγουν θα παράγει με τη σειρά του όζον με οξύ άρωμα από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο.
Αυτό που ξεχωρίζει τη θεωρία προέλευσης των μικροκυμάτων του Wu είναι ότι εξηγεί πώς μπορεί να εμφανιστεί ο κεραυνός μπάλας μέσα σε ένα αεροσκάφος. Τα ηλεκτρόνια, όντας μικροσκοπικά σε σχέση με τα άτομα, μπορούν να περάσουν μέσα από το μεταλλικό κέλυφος ενός αεροσκάφους αφού επιταχυνθούν έξω από αυτό μέσω κεραυνού. Στη συνέχεια, τα μικροκύματα εκπέμπονται από τα ανυψωμένα ηλεκτρόνια στο εσωτερικό όπου σχηματίζουν αστραπή μπάλας. Η οδός ηλεκτρονίων-μικροκυμάτων-πλάσμα εξηγεί επίσης το μέγεθος του κεραυνού μπάλας, καθώς το μήκος της δέσμης ηλεκτρονίων που επιταχύνεται από ένα χτύπημα κεραυνού ταιριάζει με την τυπική διάμετρο 20-50 εκατοστών της προκύπτουσας φυσαλίδας μικροκυμάτων.
Όπως συμβαίνει πάντα με την επιστήμη, χρειάζεται περισσότερη δουλειά για να επιβεβαιωθεί η θεωρία του Wu. Βασίζεται σε προσομοιώσεις σωματιδίων, επομένως θα χρειαστούν πειράματα για την επαλήθευση του προτεινόμενου μηχανισμού ηλεκτρονίων-μικροκυμάτων-πλάσμα με τον οποίο σχηματίζεται ο κεραυνός μπάλας. Αυτό περιλαμβάνει την εξεύρεση ενός καλού τρόπου δημιουργίας αστραπής μπάλας μέσω κεραυνών κατά παραγγελία και στη συνέχεια αναζήτηση ηλεκτρονίων υψηλής ταχύτητας καθώς και μικροκυμάτων. Εάν ισχύει, λέει ο Wu, η θεωρία εγείρει σημαντικά ερωτήματα σχετικά με τους κινδύνους που δημιουργούνται από τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας και την ακτινοβολία μικροκυμάτων που παράγονται κοντά σε ανθρώπους που παγιδεύονται σε καταιγίδες.
Ο Chris Drudge είναι επιστημονικός συγγραφέας από τον Καναδά. Ακολουθήστε τον στο Twitter @RosinCerate.
Η κύρια φωτογραφία είναι ευγενική προσφορά του Storm Wolf μέσω του Flickr.
