108 дней за решеткой. Катерина Борисевич
Коронавирус: свежие цифры
  1. «Хлеба купить не могу». Работники колхоза говорят, что они еще не получили зарплату за декабрь
  2. На ЧМ эту биатлонистку хейтили и отправляли домой, а вчера она затащила белорусок на пьедестал
  3. Помните, сколько стоили машины на авторынке в Малиновке 20 лет назад? Сравнили с современными аналогами
  4. «Прошло минут 30, и началось маски-шоу». Задержанные на студенческом мероприятии о том, как это было
  5. Как заботиться о сердце после ковида и сколько фруктов нужно в день? Все про здоровье за неделю
  6. Лукашенко рассказал, что сделал бы, «если бы в стране была настоящая диктатура» и о своем «дворце»
  7. На 1000 мужчин приходится 1163 женщины. Что о белорусках рассказали в Белстате
  8. Минздрав сообщил свежую статистику по коронавирусу в стране
  9. Что критики пишут о фильме про белорусский протест, показанном на кинофестивале в Берлине?
  10. Суды над студентами и «Я — политзаключенная». Что происходит в Беларуси и за ее пределами 7 марта
  11. Минздрав опубликовал свежую статистику по коронавирусу: снова 9 умерших
  12. Изучаем весенний автоконфискат. Ищем посвежее, получше и сравниваем с ценами на рынке
  13. «Можно понять масштаб бедствия». Гендиректор «Белавиа» — про новые и старые направления и цены на билеты
  14. Госконтроль заинтересовался банками: не навязывают ли допуслуги, хватает ли банкоматов, нет ли очередей
  15. На воскресенье объявлен оранжевый уровень опасности
  16. «Танцуем, а мое лицо прямо напротив ее груди». История семьи, где жена выше мужа (намного!)
  17. «Очень сожалею, что я тренируюсь не на «Аисте». Посмотрели, на каких велосипедах ездит семья Лукашенко
  18. «Если вернуться, я бы ее не отговаривал от «Весны». Разговор с мужем волонтера Рабковой. Ей грозит 12 лет тюрьмы
  19. «Кошмар любого организатора». Большой фестиваль современного искусства отменили за сутки до начала
  20. Оловянное войско. Как учитель из Гродно преподает школьникам историю с солдатиками и солидами
  21. BYPOL выпустил отчет о применении оружия силовиками. Изучили его и рассказываем основное
  22. Стачка — за разрыв договора, профсоюзы — против. Что сейчас происходит вокруг «Беларуськалия» и Yara
  23. Минское «Динамо» в третий раз проиграло питерскому СКА в Кубке Гагарина
  24. Россия анонсировала в марте совместные с Беларусью учения. В том числе — под Осиповичами
  25. Еще 68,9 млн долларов. Минфин в феврале продолжил наращивать внутренний валютный долг
  26. Я живу в Абрамово. Как неперспективная пущанская деревня на пару жителей стала «модной» — и передумала умирать
  27. «Ушло вдвое больше дров». Дорого ли выращивать тюльпаны и как к 8 марта изменились цены на цветы
  28. «Молодежь берет упаковками». Покупатели и продавцы — о букетах с тюльпанами к 8 Марта
  29. Стильно и минималистично. В ЦУМе появились необычные витрины из декоративных панелей
  30. Где поесть утром? Фудблогеры советуют самые красивые завтраки в городе


Александр Березин,

В 1992 году российский физик Александр Гуревич из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН предположил, что молнии вызываются космическими лучами, которые попадают в атмосферу Земли.

Здесь и ниже иллюстрации Wikimedia Commons и Vaisala

Нет, конечно, все мы слышали о гипотезе Бенджамина Франклина, согласно которой молния - это разряд, возникающий между облаками и поверхностью Земли просто из-за разницы в их зарядах. В этой концепции, однако, есть довольно уязвимое место. Для возникновения разряда необходимо, чтобы между облаками и поверхностью (или соседними облаками) была слишком уж большая разница по зарядам. Как выяснилось из информации, полученной метеозондами в 1990-х, на практике наблюдается не более одной десятой такой разницы. Тем не менее молнии, похоже, все же случаются. Так за счет чего?

Александр Гуревич и Ко полагают, что высокоэнергетические частицы в атмосфере запускают процесс, названный пробой на убегающих электронах (ПУЭ). А "спусковым крючком" ПУЭ служат космические лучи. Эти потоки заряженных частиц, в основном протонов, порождаемые далекими вспышками сверхновых (и другими процессами), попадая в атмосферу и сталкиваясь с ядрами атомов воздуха, вызывают лавинообразный процесс образования свободных электронов со значительной энергией (широкие атмосферные ливни).

Электрические поля в грозовых облаках разгоняют электроны до околосветовых скоростей. Дальнейшие столкновения электронов с атомами воздуха рождают дополнительные свободные электроны, а также рентгеновское и гамма-излучение, переходящие в нити электрических разрядов - стримеры, хорошо проводящие каналы, при слиянии которых возникает термоионизованный канал с высокой проводимостью (он же ступенчатый лидер молнии).

В теории все выглядит очень стройно: ПУЭ появляется в атмосфере в постоянном электрическом поле, на порядок меньшем поля обычного пробоя, то есть при наличии космических лучей наблюдаемых атмосферных электрических полей наконец-то достаточно, чтобы объяснить феномен как темной молнии, так и ее видимого аналога.

Но вплоть до самого последнего времени все это оставалось лишь теорией: не было конкретных свидетельств того, что именно космические лучи ответственны за начало пробоя на убегающих электронах.

Увы, воспроизвести такие процессы в лаборатории оказалось довольно трудно, и дело не только в том, что для этого нужно напряжение в 10 млн вольт. Давно известно, что космические лучи, входя в земную атмосферу, генерируют радиоимпульсы, и во время гроз радиоимпульсов со сходными параметрами больше, чем когда гроз нет.

Чтобы сверить гипотезу с наблюдениями, Александр Гуревич и Анатолий Караштин из Научно-исследовательского радиофизического института (Нижний Новгород) проанализировали данные от радиоинтерферометров, снятые при 3800 ударах молний над Россией и Казахстаном. Поскольку радиоинтерферометры позволяют привязать зарегистрированные ими радиоволны к конкретным направлениям, ученым удалось недвусмысленно соотнести сотни и даже тысячи коротких и сильных радиоимпульсов с моментами, прямо предшествовавшими ударам молний. Более того, оказалось, что конкретные параметры радиоимпульсов совпадают с теоретически предсказанными особенностями их генерации космическими лучами.

Так что же, выходит, наблюдения всё объяснили? На самом деле, хотя и подтвердилось, что космические лучи играют роль "затравки" для тёмных и сопровождающих их обычных молний, осталась важная неясность. Над Россией и Казахстаном просто нет такого количества космических лучей необходимых энергий, чтобы породить наблюдаемый "обвал" молний.

Чтобы объяснить это "несоответствие", физики проанализировали характер возможного взаимодействия зафиксированных радиоинтерферометрами волн с каплями воды и градинами (гидрометеорами). Выяснилось, что, когда электроны низких энергий, сопутствующие свободным электронам высоких энергий, проходят мимо капель и градин в атмосфере, запускается ряд микроразрядов, радикально усиливающих как электрическое поле в районе возникновения будущей молнии, так и радиоимпульс, позднее регистрировавшийся приборами.

Вверху: частота попаданий космических лучей в атмосферу Земли. Внизу: частота ударов молний на единицу площади. Хорошо видно, что одних космических лучей мало для генерации молний: им нужно взаимодействие с каплями воды
 
Возражения, касающиеся публикации Гуревича и Караштина, не заставили себя ждать. Клив Саундерс (Clive Saunders) из Манчестерского университета (Великобритания), горячий сторонник альтернативной теории формирования молний, полагает, что "не показана корреляция между молниевой активностью и частотой прибытия космических лучей..."

Поясним: когда Солнце находится на пике своей активности, оно должно отражать значительную часть космических лучей от Земли в пределах гелиосферы. Если теория Гуревича верна, то в годы таких пиков молний должно быть намного меньше, чем в периоды солнечных минимумов. Поэтому, полагает британец, "пока они не докажут такую корреляцию, вся концепция остаётся под вопросом".

Но чтобы полностью принять эту критику, следует показать, насколько именно космические лучи достаточно высоких энергий в действительности отражаются, сталкиваясь с частицами солнечного ветра, так как пока четкие количественные модели такого взаимодействия не продемонстрированы...

Отчет об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.
-20%
-15%
-30%
-20%
-20%
-10%