В нью-йоркской лаборатории Теслы генерацию «электрических шариков» всегда сопровождала работа резонансных трансформаторов Теслы. Получается, что полностью искусственные плазмоиды буквально плавали на волнах микроволнового излучения, непрерывно поглощая и переизлучая энергию. При этом они вели себя как квазинейтральные образования, с которыми можно было играть, как с теннисными шарами.
Сегодня многие физики при объяснении свойств шаровой молнии исходят из того, что она состоит из вещества, находящегося в состоянии плазмы. Это «четвертое состояние вещества» было еще плохо изучено в начале прошлого века, поэтому Тесла практически не использует его в своих моделях. Более того, сам термин «плазмоиды Теслы» родился уже в наше время и отражает точку зрения науки сегодняшнего дня на те удивительные электрические образования, которые изобретатель получал в своих лабораториях.
Плазма похожа на газообразное состояние вещества с единственной разницей: молекулы в плазме ионизованы, то есть потеряли (или, наоборот, приобрели лишние) электроны и перестали быть нейтральными. Это значит, что молекулы могут взаимодействовать не только как частицы газа — при столкновениях, но и на расстоянии с помощью электрических сил.
Разноименно заряженные частицы притягиваются, поэтому в плазме молекулы стремятся вернуть себе потерянный заряд путем воссоединения (на физическом языке — рекомбинации) с оторванными электронами. Но после рекомбинации плазма превратится в обычный газ. Поддерживать жизнь плазмы можно только до тех пор, пока рекомбинации что-то мешает — как правило, очень высокая температура.
Модель разряда шаровой молнии в лаборатории Колорадо-Спрингс
В конце своей жизни Тесла не раз подчеркивал, что в ходе экспериментов на колорадской «электрической станции» ближе всего ему удалось подойти к разгадке природы «электрических сфероидов естественного грозового генезиса».
Если шаровая молния — это плазменный шар, то она обязана быть горячей, рассуждают сторонники плазменных моделей. Но существует и другая возможность. Ионы, то есть молекулы, потерявшие или захватившие лишний электрон, могут притянуть к себе обыкновенные нейтральные молекулы воды и окружить себя прочной «водяной» оболочкой, заключающей лишние электроны внутри и не дающей им воссоединяться со своими хозяевами. Такое возможно потому, что молекула воды имеет два полюса: отрицательный и положительный, к одному из которых и притягивается ион в зависимости от своего заряда. Значит, сверхвысокие температуры больше не нужны, плазма может оставаться и «холодной» в диапазоне 200–300 градусов.
В то время как аналог линейной молнии — искровой разряд — сравнительно легко воспроизводится в лаборатории, шаровую молнию после загадочных экспериментов Теслы так и не удалось получить искусственно. Вернее, некие мгновенно исчезающие плазменные шары при пропускании мощных разрядов через электроды сложной конфигурации еще получить можно. Но вот имеют ли эти «мгновенные искусственные плазмоиды» какое-либо отношение к природному феномену шаровой молнии — это еще большой вопрос… Конечно, масштабы экспериментально получаемых искр и природных молний несопоставимы, но все же нет сомнений в том, что в них происходят одни и те же явления. Этого никак нельзя сказать о шаровой молнии, даже относительно лабораторных плазмоидов Теслы высказывается много сомнений. Многие эксперты сходятся на том, что Тесла все же получил две разновидности «круглого электричества».
В Колорадо-Спрингс изобретателю, похоже, удалось вплотную подойти к разгадке этого уникального явления атмосферного электричества, а вот в нью-йоркской лаборатории он получил нечто иное. Правда, ставились и лабораторные опыты, в которых экспериментаторы пытались получить электрические разряды сферической формы или светящиеся газовые шары, но решающего успеха тоже не было достигнуто.
Ситуация с шаровой молнией как объектом изучения науки уникальна тем, что физические параметры явления в момент его существования измерялись крайне редко. Иногда удавалось исследовать последствия воздействия шаровой молнии на материальные объекты. Ввиду этой ситуации — невозможности проверки гипотез без объективных измерений — большую долю в усилиях, направленных на изучение шаровой молнии, занимают попытки лабораторного создания шаровой молнии. Однако перед ученым, который занимается лабораторными экспериментами, даже в случае успеха будет стоять вопрос — является ли лабораторный объект аналогом шаровой молнии. Для точного ответа на данный вопрос нужно провести серию исследований шаровой молнии в контролируемых условиях.
Похоже, что именно эту проблему и исследовал Тесла, причем в двух плоскостях решения. Ему удалось имитировать шаровую молнию в лабораторных условиях, детально рассматривая это продолжительное во времени явление на всех его стадиях — возникновения, развития и рекомбинационного схлопывания. Удивительно другое — как мало до нас дошло лабораторных записей Теслы об исследовании этого феномена атмосферного электричества. В то же время есть множество свидетельских показаний и о шаровых молниях (Колорадо-Спрингс), и о плазмоидах (Нью-Йорк) от случайных наблюдателей и гостей изобретателя, которым он очень любил демонстрировать эти уникальные явления.
Перечислим некоторые свойства шаровых молний Теслы, которые можно с определенной долей предположения вывести из большого числа случайных наблюдений.
В опытах изобретателя фигурируют две разновидности шаровых молний — полуискусственные, получаемые при совместном действии грозовых разрядов и резонансного трансформатора Теслы, и полностью лабораторные, генерируемые электрическим резонатором с некой системой сеточных электродов.
Поведение шаровых молний и плазмоидов Теслы в общем схоже: они плавают в воздухе, дрейфуя со скоростью воздушных течений, «закрепляются» на остриях молниеотводов и на острых краях металлических конструкций.
Шаровые молнии светились красноватым светом, в то время как плазмоиды Теслы испускали беложелтый или даже ослепительно-белый свет.
Большая шаровая молния могла иногда распасться на несколько светящихся шаров меньшего размера, но они мало напоминали искусственные плазмоиды. Есть свидетельства, что Тесла с какой-то целью стремился получить из массивных шаровых молний именно искусственные плазмоиды (правильнее сказать — полуискусственные), которые были бы столь же безопасны и легко управляемы. Однако все подобные попытки закончились безрезультатно.
Несомненно, что «энергонасыщенность» шаровых молний намного превосходила плазмоидную. Так, шаровая молния могла расплавлять и даже испарять металлы и сильно нагревать сосуд с водой, один раз ее удалось «посадить» в чан с трансформаторным маслом, которое тут же закипело. Энергия плазмоидов вызывала только легкое покалывание кожи рук, хотя Тесла настаивал, что в их сердцевине таятся «вихри эфирного электричества», обладающие колоссальной энергией.
Длительность существования «колорадских» шаровых молний изменялась в пределах от нескольких секунд до минут. При этом «круглое электричество» издавало самые разнообразные звуки: свист, завывание, жужжание, шипение и потрескивание. Главным отличием полуискусственных шаровых молний от натуральных была их релаксационная устойчивость, ведь в природе исчезновение огненных шаров в большинстве случаев происходит со взрывом. Мощность такого взрыва достаточна, чтобы разрушить большую печную трубу или разбить на кусочки кирпичи здания. Шаровые молнии Теслы всегда исчезали бесшумно. Обычно после их исчезновения в лаборатории на некоторое время оставалась остро пахнущая дымка, голубая в отраженном свете и коричневая в проходящем.
Релаксация плазмоида Теслы
Долгое время природа шаровых молний и плазмоидов Теслы остается увлекательной научной загадкой. Выдвигалось несколько гипотез их происхождения. Сначала полагали, что шаровые молнии не более как гремучий газ; потом под влиянием заявлений Теслы о том, что ему удалось овладеть атомной энергией, возникла причудливая модель маленькой атомной бомбы, постепенно излучающей энергию; и наконец, наука пришла к пониманию, что, как и следует из названия, это плазма — четвертое состояние вещества в особом режиме существования.
