Piorun kulisty

[Gość: jerzy Gi]

Dr inż. Jerzy Gierak
Warszawa, 18 czerwca 2001 r.
Ul. Wasilkowskiego 3 m.33
00-772 WARSZAWA
tel. [phone]

Próba sformułowania teorii pioruna kulistego

Przed trzydziestu paru laty bezpośrednio po obronie pracy doktorskiej pt. „
Koncep-cja przetworników idealnych w ogólnej teorii przetworników
elektromechanicznych ” ( ma-rzec 1965 r ) na Wydziale Mechanicznym
Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warsza-wskiej przez krótki okres
czasu zajmowałem się fizyką plazmy w związku z modnym w owym czasie
zainteresowaniem możliwością budowy generatorów magnetohydro-dynamicznych.
Spodziewano się, że generatory te zastosowane u wylotu komór gorących spalin
klasycznych elektrowni cieplnych umożliwią podniesienie o parę procent ich
ogólnej sprawności, co w efekcie mogłoby przynieść znaczne oszczędności w
zużyciu konwencjonalnych paliw naturalnych węgla i ropy naftowej.

W związku z tym w roku akademickim 1966/1967 przebywałem na stypendium naukowym
w Instytucie Wysokich Napięć Uniwersytetu w Uppsali. Instytut ten zajmował się
między innymi wyładowaniami piorunowymi, które na przełomie lat czterdziestych
i pięćdziesiątych powodowały w Szwecji znaczne straty. Zapoznałem się tam z
całą ówczesną dokumentacją na temat tak osobliwego i intrygującego zjawiska
jakimi były, o ile w ogóle istniały, pioruny kuliste. Wszystkie ściany
korytarzy tego Instytutu udekorowane były kopiami doniesień, a nawet zdjęciami
zaobserwowanych piorunów kulistych. Niestety nie były one zbyt przekonywające,
a w niektórych przypadkach wręcz jawnie sfałszowane, także większość
pracowników naukowych Instytutu, wraz ze swoim szefem na czele, wyrażała
wątpliwość, czy zjawiska te rzeczywiście kiedykolwiek miały miejsce.

Snobując się dość dobrą znajomością zarówno podstaw elektrotechniki, jak i
teorii pola elektromagnetycznego sformułowałem własną teorię na temat zjawiska
piorunów kulistych :

Jeżeli coś takiego w ogóle istnieje, to muszą to być torusy plazmowe, w których
płyną duże prądy elektryczne, a zatem takie pojedyncze zwoje z prądami
elektrycznymi. Ze zwojami tymi skojarzone są pola magnetyczne i zmagazynowana
w nich energia elektro-magnetyczna. Są to więc klasyczne dipole magnetyczne o
stosunkowo dużych rozmiarach.

Ponieważ silnie zjonizowany gaz - plazma - jest prawie doskonałym
przewodnikiem elektrycznym o znikomo małej rezystancji, torusy takie mogą być
dość stabilnymi układami. Zmagazynowana wokół nich energia elektromagnetyczna
relatywnie wolno ulega rozpraszaniu na ciepło Joule’a podgrzewające plazmę
torusów. Gdyby torusy te miały zerową rezystancję, to tego typu dipole
magnetyczne mogłyby istnieć dowolnie długo i skojarzone z nimi pola magnetyczne
byłoby „ zamrożone ”, jak to ma miejsce w doświadczeniach z nadprzewodnictwem w
temperaturze ciekłego helu.

Tego typu torusy mogą w pewnych warunkach powstawać w najbliższym otoczeniu
kanału dynamicznego wyładowania piorunowego, w którym powietrze ulega silnemu
zjonizowaniu i staje się plazmą, a prądowi elektrycznemu wyładowania o
wartościach sięgających dziesiątki tysięcy amperów towarzyszą odpowiednio silne
pole magnetyczne. Drobna część energii elektromagnetycznej takiego
wyładowania może zostać chwilowo „zamrażana” w polu torusa.

Torus z uwięzionym wokół siebie polem magnetycznym stanowi dość sztywny układ
mechaniczny. Odrzucany w wyniku eksplozji gorących gazów kanału wyładowania
piorunowego doznaje przypadkowego ruchu obrotowego i sprawia wrażenie płonącej
kuli, co uzasadniałoby nadanie zjawisku nazwy pioruna kulistego.

Przedstawiona powyżej teoria pioruna kulistego jest całkowicie zgodna z teorią
pola elektromagnetycznego, w szczególności z fundamentalnymi dla niej
równaniami Maxwell’a.

Na zakończenie warto zwrócić uwagę, że torusy z wirującym w środku powietrzem,
takie jak np. kółka z dymu tytoniowego wypuszczane z ust palaczy, stanowią też,
tak długo dopóki nie ulegnie rozproszeniu energia wewnętrznego ruchu wirowego,
bardzo stabilne układy mechaniczne. Padając pod kątem na gładkie powierzchnie
odbijają się od nich z zachowaniem wszystkich praw Snelius’a, tak jak stalowe
kulki od płyty traserskiej.

Oczekując krytyki mojej teorii łączę wyrazy szacunku,


Jerzy Gierak


P.S. Tego typu torus powstały w wyniku wyładowania międzychmurowego w górnych
warstwach atmosfery i opadający bez bezładnego wirowania na ziemię może być
wyjaśnie-niem dla zjawiska „ latających talerzy ”. Skojarzone z nimi silne
stałe pole magnetyczne nasycając rdzenie magnetyczne różnych urządzeń może
powodować relacjonowane przez „ świadków ” różne towarzyszące takim UFO
zjawiska, jak np. zanik odbieranej stacji radiowej dzięki rozstrojeniu obwodów,
zatrzymanie zegarków naręcznych z mechanicznymi balansami, gaśnięcie silników
samochodowych i ogólnie unieruchomienie ich elektronicz-nych systemów
sterowania, a być może także aberacje świadomości tych „ świadków ” na skutek
wpływu bardzo silnego pola magnetycznego ma pracę ich mózgów.

[Gość: Jorland]

Szanowny Panie. Interesująco Pan naświetlił problem powstania zjawiska zwanego
piorunem kulistym. Jako laik rzecz jasna nie podejmuję się oceny Pańskiej teorii,
pozwolę sobie natomiast zadać dwa pytania.

1. O ile wiem pioruna kulistego nie udało się odtworzyć w warunkach
laboratoryjnych. Jeśli Pańska teoria jest prawdziwa gdzie tkwi trudność takiej
"produkcji" takich dipoli w laboratorium? O ile dobrze zrozumiałem piorun kulisty
jest jednym z efektów "ubocznych" klasycznego wyładowania piorunowego, więc
dlaczego w laboratorium - odtwarzając klasyczne wyładowania iskrowe - nie
generuje się takich dipoli?

2. Jakie Pan poda kryteria falsyfikacji Pana teorii? Według demarkacji Popprea -
powszechnie obowiązujące w obecnej nauce - powstaniu teorii naukowej towarzyszyć
powinny warunki jej potwierdzenia bądź zaprzeczenia. Jaki Pan proponuje plan
eksperymentu pozwalającego potwierdzić bądź sfalsyfikować Pana teorię? Z ukłonami.

[Gość: Jan]

Szanowny Panie Jorland, autor "pioru kulistego" dziękuje za zainteresowanie
tematem.Obecnie znajduje się na urlopie wypoczynkowym i kiedy ponownie będzie w
pracy, z przyjemnością podejmie dalszą dyskuję.
POZDRAWIAM

[Gość: Jorland]

Gość portalu: Jan napisał(a):

> Szanowny Panie Jorland, autor "pioru kulistego" dziękuje za zainteresowanie
> tematem.Obecnie znajduje się na urlopie wypoczynkowym i kiedy ponownie będzie w
>
> pracy, z przyjemnością podejmie dalszą dyskuję.
> POZDRAWIAM

Ja również dziękuję za zainteresowanie moim monitem, wyrażając jednocześnie
podziw, że Pan Jerzy będąc na urlopie zadał sobie tyle trudu aby umiescić swój
referat na stronach "Nauki".

[Gość: Gierak]

Piorun kulisty - ciąg dalszy

Przede wszystkim chciałbym bardzo serdecznie podziękować wszystkim,
którzy poświęcili swój czas, aby zapoznać się z przedstawioną przeze mnie
teorią pioruna kulistego, a szczególnie tym, którzy zadali sobie dodatkowo trud
i wyrazili pisemnie swoje wątpliwości i uwagi. Poniżej postaram się w miarę
swojej wiedzy przedstawić możliwie wyczerpujące wyjaśnienia.

Niewątpliwą urodą przedstawionej przeze mnie teorii, przynajmniej dla mnie
jako jej autora, jest :
10 jej prostota, i
20 brak odwoływania się do jakichś wyszukanych koncepcji ocierających
się o
science fiction typu : kula stopionego krzemu, czy kula zjonizowanego
powietrza.

Dla większości ludzi posiadających przynajmniej wykształcenie średnie,
a już na pewno dla tych, którzy zdobyli je na kierunkach matematyczno-
fizycznych, czy w technikach elektrycznych, nie są żadnym zaskoczeniem, ani
nawet nowiną fakty, że :

10 w kanale wyładowania piorunowego powstaje silnie zjonizowany gaz zawie-
rający mieszaninę dodatnich i ujemnych ładunków elektrycznych, nazywany
plazmą dobrze przewodzącą prąd
elektryczny,


20 wielkiemu prądowi wyładowania piorunowego towarzyszy bardzo silne pole
magnetyczne,


30 pole magnetyczne skojarzone ze zwartym zwojem wytworzonym z idealnego
przewodnika jest w nim „ zamrożone ” – najmniejsza nawet zmiana skojarzonego z
takim zwojem pola magnetycznego wywoływałaby w nim nieograniczenie wielkie
prądy elektryczne ( pojawienie się siły elektromotorycznej w obwodzie o zerowej
rezystancji elektrycznej ).

40 w otoczeniu takiego zwoju z prądem zmagazynowana jest energia stałego pola
magnetycznego o wielkości :


E = ½ L i 2
gdzie : L - indukcyjność zwoju
i - prąd elektryczny w zwoju
Energia nie może powstawać, ani ulegać zniszczeniu, może być jedynie przetwa-
rzana na inny rodzaj. W zwoju o niezerowej rezystancji R ulegnie ona
rozproszeniu na ciepło Joule’a z prędkością określoną przez stałą czasową
L/R.

Tak więc do pomyślenia jest fakt, że w pewnych warunkach jakaś drobna
część energii wyładowania piorunowego związana z powstającym polem magnety-
cznym zostaje na chwilę „ uwięziona ” w pierścieniu plazmy i manifestuje się
jako piorun kulisty, który łagodnie zanika, gdy energia rozprasza się na
grzanie plazmy, bądź wybucha, gdy pierścień plazmy zostaje w jakiś sposób
przerwany i zmagazyno-wana energia wyzwala się natychmiast.

Oczywiście przedstawiona teoria jest hipotezą i jedynie co można z całą
odpowiedzialnością stwierdzić to przywołać refleksję, którą w końcu XVI wieku
sformułował Giordano Bruno :
Se non è vero, è ben trovato
Co w wolnym przekładzie na polski znaczy :
Nawet jeśli nie prawdziwe , to dobrze wymyślone


Oczywiście nie znam ani konkretnych warunków ani mechanizmów powsta-
wania torusów plazmowych z uwięzionym polem magnetycznym, ani nawet nie
jestem w stanie się ich domyślać. Choć na kuli ziemskiej burze nie są
zjawiskiem rzadkim, w ciągu doby powstaje ich około 44 000 i w każdej sekundzie
uderza w nią około 1800 piorunów, to w określonym miejscu obserwacji pojawiają
się niezbyt często, a pojawienie się pioruna kulistego jest zjawiskiem
niezwykle rzadkim.

Samo wyładowanie piorunowe jest zjawiskiem krótkotrwałym ( 60 – 100
μs ) i dość złożonym. Po pierwszym wyładowaniu wstępnym poruszającym się z
chmury do ziemi z prędkością 100 – 10 000 km/s następuje wyładowanie główne z
ziemi do chmury z prędkością 35 000 - 60 000 km/s. Po nim mogą się pojawiać
wyładowa-nia wtórne. Obserwowano do 40 wyładowań wtórnych. Przerwy między
wyładowa-niami wtórnymi mogą trwać 0,01 – 0,9 s, a łączny czas trwania takiego
wielokrotnego pioruna może sięgać 1,5 s. Natężenie prądu elektrycznego pioruna
wynosi około 20 kA - największa zaobserwowana wartość to 230 kA, najmniejsza
to 500 A. Napięcie między chmurą z ziemia tuz przed wyładowaniem sięga 10 – 100
MV, a energia wydzielona w trakcie wyładowania wynosi 4 – 250 kWh . Średnia
moc wyładowania sięga niewiarygodnej wartości kilkunastu TW ( Terawatów –
bilionów watów ), a maksymalna wartość chwilowa 700 TW.

Nie ma więc nic dziwnego, że w laboratoryjnie wywoływanych sztucznych
piorunach nie zaobserwowano powstawania piorunów kulistych. Bezwzględnym
warunkiem koniecznym, choć może wcale niewystarczającym, powstawania piorunów
kulistych jest wielka moc wyładowania. A moce sztucznych piorunów
laboratoryjnych w porównaniu z mocami „ tłustych ” piorunów naturalnych, to
bzy-czenie komara wobec salwy armatniej.

Tym niemniej żywię głębokie przekonanie, że gdyby komuś udało się skon-
struować urządzenie „ kichające ” gorącymi obwarzankami plazmy o temperaturze
30 000 0C ( paradoksalnie dla niewtajemniczonych plazma o takiej temperaturze
jest kwalifikowana jako plazma zimna – plazma gorąca to plazma o temperaturach
100 –400 milionów stopni Celcjusza, w takiej może zachodzić synteza helu )
wzdłuż linii stałego pola magnetycznego o indukcji 2 T ( 20 000 gausów ), to
generowałby torusy z polem magnetycznym , a nadając im dodatkowo ruch wirowy
być może także pioruny kuliste.

Mam nadzieję, że powyższe wyjaśnienia rozproszą w pewnym stopniu
wątpliwości wyrażone przez Pana Jorlanda.

Odnośnie wątpliwości wyrażonej przez Pana Fizyka, to mam nadzieję, że
stabilność torusowi plazmy mogą zapewniać dwa zjawiska;
10 tzw. pinch effect związany z wzajemnym przyciąganiem się nitek prądu w
plaz-mie i w efekcie zmniejszanie średnicy kanału przepływu prądu elektrycznego.
20 ruch wirowy plazmy wewnątrz torusa, taki jak w kółkach dymu papierosowego.
Taki generator torusów powietrznych ( dla ich ujawnienia dobrze jest użyć
dymu ) można łatwo skonstruować z dużego lejka obciągniętego na wlocie
sprężystą membraną. Uderzając w nią młotkiem powoduje się wylatywanie z wylotu
tego lejka szybko wirujących torusów powietrznych zdolnych do przelatywania w
powietrzu po linii prostej kilkunastu metrów bez wyraźnej zmiany kształtu i
odbijających się jak gumowe piłki od napotkanych na drodze lotu przeszkód.

Te teoryjkę piorunów kulistych wymyśliłem sobie w trakcie pobytu na
stypendium naukowym w Szwecji przed przeszło trzydziestu laty. Będąc zajęty
różnymi innymi sprawami nie przychodziło mi do głowy jej publikowanie oceniając
całą sprawę jako prostą i banalną . Dopiero dość przypadkowe trafienie na
strony gazety poświecone nauce zachęciły mnie do jej publikacji. Opisy teorii
piorunów kulistych podane tamże przez Pana Piotra Cieślińskiego jawiły mi się
jako wręcz podręcznikowe ilustracje przewrotnej niemieckiej zasady :
Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht
Po cóż prosto, kiedy można także w sposób skomplikowany

Łączę wyrazy najwyższego szacunku dla wszystkich uczestników dyskusji


Jerzy Gierak

[Gość: sahel]

> 1. O ile wiem pioruna kulistego nie udało się odtworzyć w warunkach
> laboratoryjnych.

Ostatnio grupa japonskich naukowcow odtworzyla w warunkach
laboratoryjnych piorun kulisty. Piorun "przeszedl" przez
plytke ceramiczna nie uszkadzajac jej (doswiadczenie to
udalo sie dopiero za drugim razem ale sie udalo). Bylo to
pokazane przez telewizje, niestety nie pamietam jaki
kanal.

[Gość: Umberto]

Dzień dobry.
Jestem laikiem jeśli chodzi o tematy związane z elektromagnetyzmem a nauką
interesuje się raczej na zasadzie rozrywki. Czytałem wiele różnych teori
tłumaczących zjawisko pioruna kulistego lecz Pańska teroia jest pierwszą, która
jest zbieżna z moją logiką.
Pozdrawiam.

[Gość: Fizyk]

Powstaje pytanie , czy tego rodzaj uklad w postaci
torusa pozostaje dostatecznie dlugo stabilny aby
przebyc kilkusetmetrowa droge . Sily pola magnetycznego
dzialajace na prady a takze sily elektrostatycznego
odpychania powinny zmierzac do powiekszania srednicy
tego torusa i w rezultacie do rozplyniecia sie tego
ukladu.

[Gość: Julek]

O piorunach kulistych nic nigdy nie slyszalem i nie wiem czy takowe wogule
istnieja. Istnieja natomiast "Pioruny nagle"
Ile razy slyszalo sie " Niech to nagly piorun trzasnie."

[Gość: amator]

widzialem na kanale Discowery film o Piorunie kulistym miedzy innymi mowiono
tam o tym ze powstaje na okretach podwodnych w poblizu tych ogromnych
akumulatorow , ponoc to zewzgledu na wysokie natezenie pradu .