ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА, 2008, том 27, № 2, с. 82-84
= ДИСКУССИЯ =
Редакционная коллегия журнала "Химическая физика" считает целесообразным опубликовать комментарий МЛ. Шматова на обзорную статью А.И. Никитина "Удастся ли решить проблему шаровой молнии в 21-м веке?" (Химическая физика. 2006. Т. 25. № 3. С. 18) одновременно с ответом В.Л. Бычкова на этот комментарий в одном номере. В ответе В.Л. Бычкова содержится вполне обоснованная критика комментария, поэтому, публикуя совместно эти материалы, редакционная коллегия считает данную дискуссию в рамках журнала завершенной.
УДК 551.594.223:533.9.01
КОММЕНТАРИЙ НА СТАТЬЮ А.Н. НИКИТИНА "УДАСТСЯ ЛИ РЕШИТЬ ПРОБЛЕМУ ШАРОВОЙ МОЛНИИ В 21-м ВЕКЕ?" (ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА. 2006. Т. 25. < 3. С. 18)
© 2008 г. М. Л. Шматов
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург
E-mail: M.Shmatov@mail.ioffe.ru Поступила в редакцию 08.06.2006
В статье А.И. Никитина [1] предпринята попытка анализа нескольких моделей шаровой молнии. При этом обсуждение модели, предложенной автором данного комментария, сопровождается игнорированием и искажением качественных утверждений и количественных результатов из статей [2] и [3], приведенных в списке литературы статьи [1] как работы [110] и [111].
Конкретные проявления данного недостатка статьи [1] заключаются в следующем.
Утверждение о том, что, согласно обсуждаемой модели, "суммарная кинетическая энергия электронов в шаре радиусом 80 см может доходить до 3 ■ 109 Дж, а время жизни ШМ, определяемое временем высвечивания энергии из-за тормозного излучения электронов, составляет от 1 до 5 с" (см. [1, стр. 31]; сокращение "ШМ" означает "шаровая молния") существенно искажает результаты, представленные в [3]. В действительности в статье [3] приведены примеры теоретических расчетов, согласно которым, в частности, при радиусе Яс ядра шаровой молнии 70-80 см и начальной энергии шаровой молнии ~(1.4^2.3) ■ 109 Дж время жизни шаровой молнии может достигать приблизительно 50 с, а при таком же значении Яс и сравнительно малых временах жизни шаровой молнии ее начальная энергия может быть порядка 1010 Дж.
Факт возможности согласования Яс ~ 70-80 см, начальной энергии шаровой молнии порядка 109 Дж и времени жизни шаровой молнии ~50 с принципиально важен. Дело в том, что он позволяет объяснить представленное в работах [4, 5] хорошо задокументированное сообщение о плавлении ~440 кг грунта шаровой молнией с временем
жизни около одной минуты и диаметром ~1.5 м (см. [3]).
Отметим, что искажение, а именно: занижение оценок возможных значений энергии сравнительно долгоживущей шаровой молнии, опубликованных в статье [3] и представленных автором данного комментария на Восьмом Международном симпозиуме по шаровой молнии (Тайвань, Чунг-Ли, Национальный центральный университет, 36 августа 2004 г.), допускается и на стр. 4, 5 статьи В.Л. Бычкова, Г.В. Голубкова и А.И. Никитина [6]. В статье [6] автору данного комментария также приписывается утверждение о том, что шаровые молнии могут оказаться причиной разрушения парашютов космических аппаратов, спускавшихся на Венеру, Юпитер и Титан, что является искаженным изложением содержания статьи [7] и части статьи [3]. В действительности в статьях [3, 7] обсуждаются вопросы, связанные с возможностью существования шаровых молний в атмосферах нескольких планет Солнечной системы, ожидаемыми свойствами этих шаровых молний и их потенциальной опасностью для космических экспедиций, в частности - возможность уничтожения парашютов и аэростатов. Никаких утверждений о разрушении шаровыми молниями парашютов космических аппаратов, спускавшихся на вышеупомянутые планеты в ходе уже осуществленных экспедиций, в работах [3, 7] нет.
Утверждение о том, что "в работах Шматова невозможно найти ответы на главные вопросы: что обеспечивает устойчивость размеров ШМ и как она изолирует себя от окружающей атмосферы" и аргументы, используемые при попытке его обоснования (см. [1, стр. 31]), свидетельствуют об игнорировании А.И. Никитиным содержания ча-
КОММЕНТАРИЙ НА СТАТЬЮ А.И. НИКИТИНА
83
сти второй главы (прежде всего, раздела 2.2) и всей четвертой главы статьи [2]. По-видимому, имеет место и попытка применения теоремы ви-риала в трактовке, используемой А.И. Никитиным, в ситуации, не имеющей отношения к такой трактовке (см. [1, стр. 20], [6, 8], [9, стр. 34-36], [10, стр. 114, 115]). Для модели, предложенной автором данного комментария, теорема вириала означает, например, что при нерелятивистских максимальных скоростях электронов значения их кинетической и потенциальной энергии, усредненные по любому периоду колебаний, должны быть приблизительно равны, что, безусловно, выполняется - см. [2], [9, стр. 34-36].
Утверждение о том, что модель, предложенная автором данного комментария, очень похожа на "модель ШМ в виде "большого атома", предложенную М. Климовым и А. Каблаевым" (см. [1, стр. 31]), безосновательно. О модели "большого атома" А.И. Никитин сообщает, ссылаясь на статью [11], где на стр. 42 содержится следующая информация: "В большой группе моделей (М. Климов, А. Каблаев, В. Балакирев, А. Орлов и др.) ШМ представлена в виде большого "атома", где вокруг положительного центрального ядра обращаются электроны". Согласно модели, предложенной автором данного комментария, стабильность ядра шаровой молнии обеспечивается осцилляцией формирующих его взаимопроникающих облаков электронов и ионов, а также атмосферным давлением, передаваемым на ядро через так называемый обедненный слой и компенсирующим сравнительно небольшие, направленные наружу силы электрического происхождения, действующие на ионы, и давление, связанное с хаотическим движением ионов (см. [2, 3, 7]). Возможно, что в некоторых случаях происходит вращение электронного облака, либо его части, или изолированных друг от друга частей относительно ионного облака, что создает магнитное поле шаровой молнии (см. [2, стр. 516]), однако не имеет принципиального значения для ее стабильности.
Упоминаемые А.И. Никитиным трудности, связанные с моделью "большого атома", не имеют отношения к модели, предложенной автором данного комментария. Получение им в рамках модели "большого атома" средней объемной плотности энергии шаровой молнии, соответствующей по порядку величины значениям, приводимым в [2, 3], никак не свидетельствует о сходстве моделей. Следует подчеркнуть, что при проведении данной оценки А.И. Никитин никак не обосновывает выбор заряда ядра (см. [1, стр. 31, 32]). Это очень важно, так как надлежащий выбор данного модельного параметра позволяет получить любое значение энергии шаровой молнии как в рамках используемой А.И. Никитиным методики расчета, так и при любом изменении ее, например при попытке учесть эффекты, связан-
ные с неучитываемой им энергией электрического поля. Отметим также, что А.И. Никитин не оценивает время жизни шаровой молнии, соответствующее модели "большого атома", игнорирует тот факт, что эта модель предлагалась не только М. Климовым и А. Каблаевым (см. [11] и выше), и делает ошибочное заявление о том, что в модели, предложенной автором данного комментария, плотность энергии равна 1.34 • 109 Дж/м3 (см. [1, стр. 31, 32]). В действительности величина 1.34 • • 109 Дж/м3 в статьях [2, 3] даже не упоминается. В них приведена величина 1.38 • 109 Дж/м3, являющаяся всего лишь одним из возможных значений объемной плотности энергии шаровой молнии (строго говоря, в области, заполненной частицами, так как область вокруг центра шаровой молнии может оказаться практически пустой), но никак не фиксированной объемной плотностью ее энергии.
На стр. 32 статьи [1] А.И. Никитин делает свое наиболее важное заявление о модели, предложенной автором данного комментария, способное, вероятно, создать у некоторых читателей впечатление об ее заведомой ошибочности: "Сомнительным также является предсказание Шмато-ва о большой радиационной опасности шаровой молнии. Если бы это было так, то на Земле практически не было бы живых свидетелей этого явления". Второе предложение данного фрагмента статьи [1] является фальсификацией. В разд. 5.1 статьи [2] говорится, в частности, о том, что диапазон возможных значений энергии шаровой молнии очень широк и при достаточно малой величине этой энергии доза облучения, усредненная по человеческому телу, будет не более 100 рад даже в случае прямого контакта тела с шаровой молнией. В аннотации статьи [2] сказано: "Согласно модели, шаровая молния испускает фотоны высоких энергий, которые иногда опасны для людей".
Следует также отметить, что предположение о радиационной опасности шаровой молнии начало обсуждаться еще в 1967 г. в статье М.Т. Дмитриева [12]. Это предположение соответствует ряду наблюдательных данных и нескольким моделям шаровой молнии (см., например, [2, 3, 5, 7, 12-15] и библиографию в [2, 3, 7, 13, 15]).
Модель, предложенная автором данного комментария, упоминается А.И. Никитиным в разделе, начинающемся следующим утверждением: "Модели, которые обсуждаются в этом разделе, названы Б.М. Смирновым экзотическими и не достойными серьезного отношения" - см. [1, стр. 30]; при этом дается ссылка на книгу [16]. Однако книга [16] была издана в 1988 г., тогда как первое сообщение о модели, предложенной автором данного комментария, было издано в 2001 г. в виде препринта [17], а непосредственно обсуждаемые
ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА том 27 < 2 2008
6*
в [1] статьи [2] и [3] были изданы в 2003 и 2004 годах соответственно. Отметим, что упоминание нескольких других моделей шаровой молнии в обсуждаемом разделе статьи [1] также сопровождается ссылками на работы, изданные только после 1988 г.
Статья [1] вызывает и другие замечания.
Так, формулировку проблемы шаровой молнии и первую химическую модель шаровой молнии А.И. Никитин связывает с деятельностью Ф. Араго (F.J. Arago), что сопровождается ссылкой на работу Араго 1838 г. (см. [1, стр. 18, 24]). В действительности это было сделано М.В. Ломоносовым в 1753 г. в "Слове о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих, предложенном от Михайла Ломоносова" (см. [18, стр. 61]). Следует также от
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.