볼 번개

Ball lightning
체코 영화의 경우 Ball Lightning(필름)을 참조하십시오.중국 소설에 대해서는, 번개구(신발구)를 참조해 주세요.
1901년 구상 번개 묘사

볼 번개는 완두콩 크기에서 직경 수 미터까지 다양한 발광 구형 물체로 묘사되는 희귀하고 설명할 수 없는 현상이다.보통 [1]뇌우와 관련이 있지만 관측된 현상은 번개가 스플릿초 동안 깜박이는 것보다 상당히 오래 지속된다고 보고되고 있으며, St.와 구별되는 현상이다. 엘모의 불.

19세기[2][3] 보고서에는 결국 터지고 유황 냄새를 남기는 공들이 묘사되어 있다.볼 번개에 대한 설명은 수세기에 걸쳐 다양한 설명에 나타나며 [4]과학자들의 관심을 받아왔다.볼 번개 이벤트로 보이는 광학 스펙트럼은 2014년 1월에 발표되었으며 높은 프레임률의 [5][6]비디오를 포함하고 있다.실험실 실험은 볼 번개에 대한 보고와 시각적으로 유사한 효과를 발생시켰지만, 이러한 효과가 추정된 현상과 어떻게 관련이 있는지는 [7][8]여전히 불분명하다.

과학자들은 수세기에 걸쳐 구뢰에 대한 보고를 설명하기 위해 많은 가설을 제시했지만, 구뢰에 대한 과학적 자료는 여전히 부족하다.그 존재의 추정은 보고된 공공 목격에 달려있었고, 그들은 일관되지 않은 발견을 만들어냈다.재현 가능한 데이터가 부족하기 때문에 뚜렷한 물리적 현상으로서의 볼 번개의 존재는 [9]입증되지 않았다.

이력 어카운트

공 번개는 아르헨티나와 칠레 마푸체 문화의 신화적인 안치마옌과 같이 빛나는 공을 묘사하는 전설의 가능한 원천이다.

1960년 통계 조사에 따르면,[10][11] 지구 인구의 5%가 볼 번개를 보았다.또 다른 연구는 10,000건의 [10][12]사례를 분석한 것이다.

캔터베리의 제르바세

영국의 수도승 캔터베리의 제르바세 연대기에는 1195년 6월 7일자로 알려진 공의 번개에 대한 가장 초기의 언급이 포함되어 있다.그는 "런던 근처에 놀라운 징후가 내려왔다"고 말한다. 짙은 먹구름으로 이루어진 하얀 물질이 구름 아래에서 구형으로 자라났고, 그곳에서 불타는 지구본이 [13]강 쪽으로 떨어졌다.

더럼 대학의 물리학자 브라이언 태너 명예교수와 역사학자 자일스 개스퍼는 연대기 엔트리가 아마도 볼 번개를 묘사하는 것으로 확인했고, 다른 설명과 유사하다고 말했다: "게르바이스의 묘사: "구름에서 나오는 하얀 물질이 회전하는 불타는 구체처럼 떨어져 수평 운동성을 가지고 있다.n은 볼 번개에 대한 역사적이고 현대적인 설명과 매우 유사합니다. 제르바세의 12세기 묘사가 볼 번개에 대한 현대의 보고와 얼마나 밀접하게 일치하는지 보는 것은 매우 흥미롭습니다."[13]

와이드콤 인 더 무어의 대천둥

현대판 와이드콤 인 더 무어 폭풍의 목판화

1638년 10월 21일 영국 데본주 무어의 와이드콤 인 더 무어에 있는 교회에서 발생한 대천둥 폭풍에 대한 초기 보고가 있다.심한 폭풍으로 4명이 사망하고 약 60명이 부상을 입었다.목격자들은 8피트 (2.4m) 크기의 불덩어리가 교회에 부딪혀 들어오면서 거의 파괴될 뻔했다고 묘사했다.교회 벽의 큰 돌들은 땅바닥과 큰 나무 들보를 통해 던져졌다.보도에 따르면 불덩어리는 퓨와 많은 창문을 부수고 교회를 황냄새와 어둡고 짙은 연기로 가득 채웠다고 한다.

보도에 따르면 불덩어리는 두 부분으로 나뉘어져 있는데, 하나는 창문을 부수어 열었고 다른 하나는 교회 내부 어딘가로 사라졌다.불과 유황 냄새 때문에, 동시대의 사람들은 불덩어리를 "악마" 혹은 "지옥의 불"이라고 설명했다.이후 일부에서는 설교 도중 양로원에서 카드놀이를 한 두 명의 소행으로 지목해 신의 노여움을 [2]샀다.

게으름뱅이 캐서린과 메리

1726년 12월, 많은 영국 신문들이 슬럽 캐서린과 메리의 존 하웰의 편지의 발췌본을 실었다.

우리가 8월 29일 플로리다만을 지나가고 있을 때, 만약 가능하다면, 원소로부터 큰 불덩어리가 떨어져 우리의 돛대를 만 조각으로 쪼개졌다; 우리의 메인 빔, 또한 세 개의 측면 판자, 물 아래, 그리고 갑판 세 개를 쪼개었다; 다른 한 사람을 죽이고, 그의 손을 잡지 않았다.비가 오면 돛은 [14][15]불길이 치솟을 것이다.

HMS 몬태규

1749년에 "그레고리 박사의 권한"에 관한 한 가지 특별한 예가 보고되었다.

1749년 11월 4일 몬태규호에 탑승한 챔버스 제독은 정오 직전에 관찰을 하고 있었다.그는 그들로부터 약 3마일[5km] 떨어진 곳에서 커다란 파란 불덩어리를 보았다.그들은 즉시 윗도리를 내렸지만, 그것은 너무 빨리 그들에게 다가왔고, 그들은 메인 트랙을 올리기 전에 공이 거의 수직으로 솟아오르는 것을 관찰했다, 그리고 폭발과 함께 터졌을 때 메인 체인으로부터 40, 50야드(35 또는 45m)를 넘지 않았다, 마치 100개의 대포가 동시에 발사된 것처럼.강한 유황 냄새를 풍기고 있다.이 폭발로 주 탑 마스트가 산산조각이 났고 메인 마스트가 용골까지 내려갔다.다섯 명의 남자가 넘어졌고 그들 중 한 명은 매우 멍이 들었다.폭발 직전, 그 공은 큰 [3]맷돌만 한 것처럼 보였다.

게오르크 리치만

1753년 보고서는 러시아 상트페테르부르크의 게오르크 리치만 교수가 1년 전 벤자민 프랭클린의 제안과 유사한 연날리기 기구를 만들었을 때의 치명적인 공 번개에 대해 설명하고 있다.리치만은 과학 아카데미의 회의에 참석하고 있을 때 천둥소리를 듣고 후세를 위해 그의 조각가와 함께 집으로 달려갔습니다.실험이 진행되는 동안, 공 번개가 나타나 줄을 타고 내려가 리치만의 이마에 부딪혀 그를 죽였다.공은 리치만의 이마에 붉은 반점을 남겼고 신발은 바람에 벌려졌고 옷은 그을려 있었다.그의 조각가는 맞아 의식을 잃었다.방의 문틀이 갈라져 있었고 문은 [16]경첩에서 찢어져 있었다.

HMS 워런 헤이스팅스

한 영국 저널은 1809년 폭풍우 동안 세 개의 "불덩어리"가 나타나 영국 선박 HMS 워렌 헤이스팅스를 "습격"했다고 보도했다.선원들은 공 하나가 내려오는 것을 지켜봤고 갑판에 있던 한 남자를 죽이고 주 돛대에 불을 질렀다.한 승무원이 쓰러진 시신을 수습하러 나갔다가 세컨드 볼에 맞아 쓰러졌고 가벼운 화상을 입었다.세 번째 남자는 세 번째 공에 부딪혀 죽었다.승무원들은 이후에도 [17][18]계속 역겨운 유황 냄새가 난다고 보고했다.

에벤저 코밤 브루어

Ebenzer Cobham Brewer는 1864년판 "익숙한 사물의 과학적 지식 가이드"에서 "구형 번개"에 대해 논한다.그는 그것을 느리게 움직이는 불덩어리 또는 폭발성 가스라고 표현하는데, 이것은 때때로 뇌우 동안 지구에 떨어지거나 지면을 따라 달린다.그는 그 공들이 때때로 작은 공으로 쪼개져 "대포처럼"[19] 폭발할 수도 있다고 말했다.

윌프리드 드 퐁비엘레

1875년 영어로 번역된 그의 책 천둥과 [20]번개라는 책에서, 프랑스의 과학 작가 윌프리드 드 퐁비엘레는 구상 번개에 대한 보고가 약 150건 있었다고 썼다.

구상 번개는 특히 금속에 끌리는 것처럼 보인다.따라서 발코니의 난간이나 물이나 가스 파이프 등을 찾는다.그 자체의 특별한 빛깔은 없지만 경우에 따라서는 어떤 색깔로 나타나게 된다.안할트 공국의 코헨에서는 녹색으로 보였다.파리 지질학회의 부회장인 M. Colon은 하늘에서 포플러 나무껍질을 따라 천천히 내려오는 번개 공을 보았다; 번개가 땅에 닿자마자 다시 튀어 올랐고 폭발하지 않고 사라졌다.1845년 9월 10일, 코레즈 계곡에 있는 살라냐크 마을의 한 집의 부엌에 번개덩어리가 들어왔다.이 공은 여기 있던 두 여자와 한 젊은 남자에게 아무런 해를 끼치지 않고 굴렀지만, 인접한 마굿간에 들어가자 폭발하여 돼지를 죽였고, 돼지는 천둥과 번개의 경이로움에 대해 전혀 알지 못했기 때문에 감히 가장 무례하고 어울리지 않는 방법으로 냄새를 맡았다.이러한 공들의 움직임은 매우 빠르지 않다 – 그것들은 심지어 때때로 코스에서 멈추는 것이 관찰되기도 했지만, 그것들에 있어서 덜 파괴적인 것은 아니다.스트랄순드 교회에 들어온 번개덩어리는 폭발할 때 [21]포탄처럼 터지는 여러 개의 공을 투사했다.

차르 니콜라스 2세

러시아의 마지막 황제인 차르 니콜라스 2세는 그의 할아버지 알렉산더 2세와 함께 있을 때 그가 "불타는 공"이라고 부르는 것을 목격했다고 보고했다.

부모님이 집을 비우셨을 때, 저는 할아버지와 함께 알렉산드리아의 작은 교회에서 철야 기도를 하고 있었습니다.예배 중에 강력한 뇌우가 몰아쳤고, 번개가 연이어 번쩍였고, 천둥소리는 교회와 전 세계를 뒤흔들 것 같았다.갑자기 상당히 어두워지고 열린 문에서 불어온 바람으로 성화상 앞에서 불붙은 촛불의 불꽃이 꺼지고, 아까보다 더 큰 천둥소리가 들렸고, 나는 갑자기 창문에서 황제의 머리를 향해 날아오는 불덩어리를 보았다.공(번개)은 바닥을 빙빙 돌더니 샹들리에를 지나 문을 통해 공원으로 날아갔다.나는 심장이 얼어붙어 할아버지를 힐끗 쳐다보았다. 할아버지의 얼굴은 완전히 평온했다.그는 불타는 공이 우리 근처로 날아왔을 때처럼 침착하게 성호를 긋고 있었고, 나는 나만큼 겁에 질려 있는 것이 보기 흉하고 용기가 없다고 느꼈다.나는 내 할아버지가 그랬던 것처럼, 어떤 일이 일어나고 있는지 보고 신의 자비를 믿기만 하면 된다고 느꼈다.공이 교회 전체를 통과하고 갑자기 문으로 나간 후, 나는 다시 할아버지를 바라보았다.그의 얼굴에 희미한 미소가 떠올랐고, 그는 나를 보고 고개를 끄덕였다.나의 공포는 사라졌고 그때부터 [22]폭풍에 대한 두려움이 없어졌다.

앨리스터 크롤리

영국의 신비주의자 알레이스터 크롤리는 1916년 미국 뉴햄프셔의 패스콰니[23] 호수에서 뇌우가 치는 동안 그가 "구형 전기"라고 말한 것을 목격했다고 보고했다.그는 작은 오두막에서 보호받고 있었는데, 그 자신의 말을 빌리자면,

침착한 놀라움으로 표현할 수 밖에 없는 것은 직경 15~30cm의 눈부신 전기불이 오른쪽 무릎 아래 6인치 정도 정지해 있다는 것입니다.내가 그것을 보고 있자니, 번개, 천둥, 우박의 연속적인 혼란, 혹은 오두막 밖에서 아수라장이 되고 있는 물벼락과 부서진 나무와 혼동할 수 없는 날카로운 소리와 함께 폭발했다.나는 내 [24]몸의 다른 어떤 부분보다 지구에 가까운 내 오른손 한가운데에서 매우 가벼운 충격을 느꼈다.

R. C. 제니슨

켄트 대학 전자 연구소의 제니슨은 1969년 네이처에 실린 기사에서 볼 번개에 대한 자신의 관찰 결과를 다음과 같이 설명했다.

나는 뉴욕에서 워싱턴으로 가는 심야 비행기의 올메탈 여객기(Eastern Airlines EA 539)의 객실 앞 근처에 앉아 있었다.항공기는 전기 폭풍을 만나 갑자기 밝고 시끄러운 방전에 휩싸였다(0005 h EST, 1963년 3월 19일).그 후 몇 초 후에 직경이 20cm가 조금 넘는 빛나는 구체가 조종사의 선실에서 나와 나와 약 50cm[20인치] 떨어진 비행기의 통로를 통과했고,[25] 이 구체가 관찰될 수 있는 전체 거리 동안 동일한 높이와 항로를 유지했다.

기타 계정

굴뚝을 통해 들어오는 번개 (1886)
  • 윌리 레이는 1852년 7월 5일 파리에서 "프랑스 과학 아카데미에 선서서를 제출한" 목격담을 논의했다.뇌우가 치는 동안, 발 드 그라체 교회 옆에 사는 한 재단사는 벽난로에서 사람 머리만한 공이 나오는 것을 보았다.그것은 방 안을 날아다니며 벽난로로 다시 들어가 [26]굴뚝 꼭대기를 파괴했다.
  • 1877년 4월 30일 번개덩어리가 인도 암리차르에 있는 황금사원에 들어가 옆문으로 빠져나갔다.여러 사람이 공을 관찰했고, 그 사건은 다르샤니 더디 [27]앞 벽에 새겨져 있다.
  • 1894년 11월 22일 콜로라도 주 골든에서 비정상적으로 긴 자연구 번개가 발생했는데, 이는 대기로부터 인위적으로 유발될 수 있음을 시사한다.골든 글로브 신문은 다음과 같이 보도했다.

지난 월요일 밤 이 도시에서 아름답지만 이상한 현상이 목격되었습니다.바람은 강했고 공기는 전기로 가득 찬 것 같았다.광산학교의 새로운 공학관 앞, 위, 주변에서는 30분 동안 불덩어리가 술래잡기를 하며 전시를 본 모든 사람들은 놀라움과 놀라움을 감추지 못했다.이 건물에는 이 주에서 가장 규모가 큰 발전소의 동력기와 전기 장치가 있습니다.아마도 지난 월요일 밤 구름에서 온 대표단이 다이너모들의 포로들을 방문했을 것이고, 그들은 분명 멋진 방문과 로이스팅 [28]게임을 했다.

  • 1901년 5월 22일 러시아 제국의 카자흐스탄 도시 우랄스크(현재의 카자흐스탄 구술)에서 눈부시게 빛나는 불덩어리가 뇌우가 치는 동안 하늘에서 서서히 내려왔다가 21명이 대피한 집에 들어가 "아파트를 파괴하고" 벽을 뚫고 옆방의 난로로 들어가 부서졌다.스토브 파이프는 반대편 벽에 부딪혀 깨진 창문으로 빠져나갔다.이 사건은 이듬해 [29][30]프랑스 사회과학회보에 실렸다.
  • 1907년 7월, 볼 번개는 호주 서부에 있는 케이프 내추럴리스테 등대를 강타했다.등대지기 패트릭 베어드는 당시 탑 안에 있었고 의식을 잃었다.그의 딸 에델이 그 [31]사건을 녹화했다.
  • 레이는 독일 비쇼프스베르다에서 또 다른 사건에 대해 논의했다.1925년 4월 29일 다수의 목격자들은 집배원 근처에 조용한 공이 착륙하는 것을 보고, 전화선을 따라 학교로 이동하며, 전화기를 사용하여 교사를 때려눕히고, 유리창에 동전 크기의 완벽한 구멍을 뚫었다.210m(700피트)의 전선이 녹았고, 전봇대 몇 개가 파손됐으며, 지하 케이블이 끊어졌으며, 몇몇 인부들은 땅에 내동댕이쳤지만 [26]다치지 않았다.
  • 공 번개에 대한 초기의 허구적인 언급은 19세기를 배경으로 한 로라 잉걸스 [32]와일더에 의한 어린이 책에 나온다.이 책들은 역사 소설로 여겨지지만 작가는 항상 이 책들이 그녀의 삶의 실제 사건들을 묘사하고 있다고 주장했다.와일더의 설명에 따르면, 가족의 부엌에 있는 주철 스토브 근처에서 겨울 눈보라 동안 세 개의 다른 번개 공이 나타난다.그들은 연통 근처에 나타났다가 바닥을 뒹굴다가 엄마(카롤린 잉걸스)가 버드나무 가지 [33]빗자루로 그들을 쫓으면서 사라지는 것으로 묘사된다.
  • 제2차 세계 대전(1939-1945)의 조종사들은 볼 번개가 설명으로 제시되는 특이한 현상을 묘사했다.조종사들은 작은 빛덩어리가 이상한 궤도로 움직이는 것을 보았고, 이것은 푸 [26]전투기라고 불리게 되었다.
  • 제2차 세계대전의 잠수함들은 제한된 잠수함 대기에서 작은 볼 번개에 대해 가장 빈번하고 일관된 설명을 했다.배터리 뱅크가 켜지거나 꺼질 때, 특히 잘못 끼워지거나 유도성이 높은 전기 모터가 잘못 연결되거나 분리될 때 플로팅 폭약 볼이 반복적으로 생성된다는 설명이 있습니다.나중에 여분의 잠수함 배터리로 그 공들을 복제하려는 시도는 몇 번의 실패와 [34]폭발을 초래했다.
  • 1944년 8월 6일 스웨덴 웁살라의 닫힌 창문을 통해 직경 약 5cm(2인치)의 원형 구멍을 남겼다.이 사건은 이 지역 주민들에 의해 목격되었으며, 웁살라 대학의 [36]전기 및 번개 연구부의 낙뢰[35] 추적 시스템에 의해 기록되었다.
  • 2005년 건지에서 발생한 사고로 항공기에 번개가 친 것이 분명해 [37]지상에서 여러 번 화구가 목격되었다.
  • 2011년 7월 10일 강력한 뇌우 중 2m(6피트 7인치)의 꼬리를 가진 빛덩어리가 창문을 통해 체코 리베레크의 지역 긴급구조대 통제실로 향했다.그 공은 창문에서 천장으로, 그리고 나서 바닥과 뒤로 튀어 올랐고, 거기서 그것을 따라 2, 3미터 동안 굴러갔다.그리고 나서 그것은 바닥으로 떨어졌고 사라졌다.제어실에 있던 직원들은 겁을 먹고 전기 냄새를 맡았고 케이블을 태웠으며 뭔가가 타는 줄 알았다.컴퓨터가 고장나지 않았고 기술자들에 의해 복구될 때까지 밤새 모든 통신기기가 다운되었다.기기 교란으로 인한 손상 외에 컴퓨터 모니터가 1대만 [38]파괴되었다.
  • 2014년 12월 15일, 영국의 로건 에어 6780편은 항공기 노즈에 벼락이 떨어지기 직전 전방 선실에서 볼 번개를 경험했고, 비행기는 수천 피트 떨어진 후 북해 1,100 피트 이내에 도착하여 섬부르그 [39]공항에 비상 착륙했다.

특성.

볼 번개에 대한 설명은 매우 다양합니다.그것은 위아래로, 옆으로 또는 예측할 수 없는 궤적으로 움직이며, 바람과 함께 또는 반대 방향으로 맴돌고 움직이는 것으로 묘사되어 왔다. 건물, 사람, 자동차 및 기타 물체에 [40]끌리거나 영향을 받지 않거나, 또는 거부된다.어떤 설명에서는 나무나 금속의 고체 덩어리를 아무런 효과 없이 이동하는 것으로 묘사하는 반면, 다른 설명에서는 파괴적이고 이러한 물질을 녹이거나 태우는 것으로 묘사합니다.그것의 외관은 또한 송전선,[26][41] 300미터(1,000피트) 이상의 고도, 그리고[26] 천둥번개와 고요한 날씨에도 연결되어 있다.볼 번개는 투명하고, 반투명하며, 색이 다양하며, 균등하게 빛을 발하는 불꽃, 필라멘트 또는 스파크로 묘사되어 왔으며, 구체, 타원형, 눈물방울, 막대 또는 [42]원반 사이에 모양이 다양합니다.

볼 번개는 종종 세인트루이스로 잘못 식별된다. 엘모의 불.그것들은 분리되고 뚜렷한 [43]현상이다.

이 공들은 갑자기 사라지거나, 점차 소멸되거나, 물체에 흡수되거나, "펑"하고, 크게 폭발하거나, 심지어 힘으로 폭발하는 등 여러 가지 다양한 방법으로 흩어지는 것으로 보고되고 있는데,[26] 이것은 때때로 피해를 주는 것으로 보고된다.인간에 대한 위험성에 대한 설명도 치명적 위험에서 무해한 위험까지 다양합니다.

1972년에[44] 출판된 문헌의 리뷰에서는 목격자의 설명에 지나치게 의존하지 않도록 경고하면서 "일반적인" 볼 번개의 특성을 확인했다.

  • 구름에서 지면으로의 번개 방전과 거의 동시에 나타나는 경우가 많습니다.
  • 일반적으로 구면 또는 배 모양으로 가장자리가 흐릿하다
  • 직경은 1~100cm(0.4~40인치)이며, 일반적으로 10~20cm(4~8인치)입니다.
  • 밝기는 가정용 램프와 거의 같기 때문에 낮에도 선명하게 보입니다.
  • 다양한 색상이 관찰되었으며 빨간색, 주황색, 노란색이 가장 일반적입니다.
  • 각 이벤트의 수명은 1초에서 1분 이상이며, 밝기는 그 시간 동안 상당히 일정하게 유지됩니다.
  • 이들은 대부분 수평 방향으로 초당 몇 미터씩 이동하는 경향이 있지만 수직 이동, 정지 상태 또는 불규칙하게 방황할 수도 있습니다.
  • 많은 것들이 회전 운동을 하는 것으로 묘사됩니다.
  • 관찰자가 열의 감각을 보고하는 경우는 드물지만, 일부 경우에는 열의 방출을 동반하기도 합니다.
  • 일부는 금속 물체에 대한 친화력을 나타내며 전선이나 금속 울타리 등의 도체를 따라 이동할 수 있습니다.
  • 일부는 닫힌 문과 창문을 통과하는 건물 안에 나타난다.
  • 일부는 금속제 항공기 안에 나타나 피해를 주지 않고 출입했다.
  • 공이 사라지는 속도는 일반적으로 빠르고 조용하거나 폭발적일 수 있습니다.
  • 오존, 황 또는 질소 산화물과 유사한 냄새가 자주 보고됩니다.

자연구 번개의 직접 측정

Emission spectrum of ball lightning
자연구 번개의 방출 스펙트럼(파장 대비 강도)

2014년 1월, 중국 란저우에 있는 북서사범대학교의 과학자들은 2012년 7월에 티베트 [5][45]고원에서 일반 구름-지상 번개를 연구하는 동안 우연히 만들어진 자연 공 번개의 광학 스펙트럼에 대한 기록 결과를 발표했다.900m(3,000ft) 거리에서 일반 번개가 지면에 떨어진 후 볼 번개가 형성되고 현상의 광학적 붕괴에 이르기까지 볼 번개와 그 스펙트럼의 디지털 비디오가 총 1.64초 동안 만들어졌다.녹화 용량이 제한적이어서 마지막 0.78초만 캡처한 고속(3000프레임/초) 카메라로 추가 영상을 촬영했다.두 카메라 모두 슬릿리스 분광기가 장착되어 있었다.연구진은 중성 원자 실리콘, 칼슘, 철, 질소, 산소의 방출선을 검출했다. 이는 부모 번개의 스펙트럼에서 주로 이온화된 질소 방출선과 대조적이다.볼 번개는 비디오 프레임을 가로질러 평균 8.6m/s(28ft/s)의 속도로 수평으로 이동했습니다.그것은 직경이 5m(16ft)였고 1.64초 이내에 약 15m(49ft)의 거리를 덮었다.

인근 50Hz 고전압 송전선로의 전자장에 의해 발생할 수 있는 100Hz 주파수에서의 광강도 및 산소 및 질소 방출의 진동이 관찰되었다.스펙트럼에서 볼 번개의 온도는 모 번개의 온도보다 낮은 것으로 평가되었다(15,000 - 30,000 K 미만).관측된 데이터는 토양의 기화뿐만 아니라 전장에 [5][45]대한 볼 번개의 민감도와도 일치한다.

실험실 실험

과학자들은 실험실에서 오랫동안 번개를 만들어내려고 시도해왔다.일부 실험은 자연 볼 번개에 대한 보고와 시각적으로 유사한 효과를 발생시켰지만, 관련이 있는지 여부는 아직 확인되지 않았다.

보도에 따르면 니콜라 테슬라는 인공적으로 1.5인치(3.8cm)의 공을 만들 수 있었고 그의 능력을 [46]시연했다.테슬라는 더 높은 전압과 파워, 그리고 원격전송에 더 관심이 있었다; 그가 만든 공은 [47]단지 호기심일 뿐이었다.

ICBL(International Committee on Ball Lightning)은 이 주제에 대해 정기적으로 심포지엄을 열었다.관련 그룹은 "비재래식 플라즈마"[48]라는 일반 이름을 사용합니다.마지막 ICBL 심포지엄은 2012년 7월 텍사스 주 산마르코스에서 열릴 예정이었으나 제출된 [49]요약본이 부족하여 취소되었습니다.

도파 전자레인지

오츠키와 오후루톤은[50][51] 2.45GHz, 5kW(최대출력) 마이크로파 발진기를 사용해 직사각형 도파관에 의해 공급되는 공기로 채워진 원통형 캐비티 내에서 마이크로파 간섭에 의한 플라즈마 파이어볼을 생성한다고 기술했다.

배수 실험

배수 실험 시연

막스 플랑크 연구소를 포함한 일부 과학 단체들은 고압 콘덴서를 [52][53]물탱크에 방출함으로써 볼 번개 형태의 효과를 낸 것으로 알려졌다.

가정용 전자레인지 실험

많은 현대 실험들은 종종 플라즈마 볼이라고 불리는 작고 솟아오르는 빛나는 공을 만들기 위해 전자레인지를 사용하는 것을 포함한다.일반적으로, 실험은 불이 붙거나 최근에 꺼진 성냥이나 다른 작은 물체를 전자레인지 안에 넣어 실시합니다.그 물체의 탄 부분은 큰 불덩어리로 타오르고, 반면에 "플라즈마 볼"은 오븐실 천장 근처에 떠다닌다.어떤 실험들은 불꽃과 공이 실내 [54]벽에 손상되지 않도록 성냥을 덮는 것을 묘사한다. (그러나 유리병은 전자레인지 안에서 일어나는 것처럼 단순히 페인트를 그을리거나 금속을 녹이는 것이 아니라 결국 폭발한다.이스라엘에서 Eli Jerby와 Vladimir Dikhtyar의 실험은 마이크로파 플라즈마 볼이 평균 반지름 25nm(9.8×10인치−7)의 나노 입자로 이루어져 있다는 것을 밝혀냈다.이스라엘 팀은 구리, 소금, 물, [55]탄소로 이 현상을 시연했다.

실리콘 실험

2007년의 실험은 실리콘 웨이퍼를 전기로 충격시키는 것을 포함했는데, 이것은 실리콘을 증발시키고 증기에서 산화를 유도한다.시각적 효과는 표면 주위를 굴러다니는 작고 반짝이는 오브로 설명할 수 있습니다.보도에 따르면 페르남부코[56] 연방대학의 안토니오 파방과 거슨 파이바라는 두 명의 브라질 과학자는 이 [57][58]방법을 사용하여 지속적으로 오래가는 작은 공을 만들어 왔다고 한다.이러한 실험은 볼 번개가 실제로 산화 실리콘 증기라는 이론에서 비롯되었습니다(아래의 기화 실리콘 가설 참조).

제안된 과학적 설명

현재 볼 번개에 대한 널리 받아들여지는 설명은 없다.1843년 [59]영국의 의사이자 전기 연구자인 윌리엄 스노 해리스와 1855년 [60]프랑스 아카데미 과학자인 프랑수아 아라고에 의해 이 현상이 과학 영역에 도입된 이후 몇 가지 가설이 제기되어 왔다.

기화 실리콘 가설

이 가설은 볼 번개가 산화를 통해 연소되는 기화된 실리콘으로 이루어져 있다는 것을 암시한다.지구의 토양에 번개가 치면 그 안에 들어 있는 실리카가 증발하고 어떻게든 이산화규소로부터 산소를 분리하여 순수한 실리콘 증기로 변할 수 있다.실리콘이 냉각되면 실리콘과 산소가 재결합하는 열 때문에 빛을 내는 부유식 에어로졸로 응축될 수 있습니다.2007년 발표된 이 효과에 대한 실험 조사에서는 순수 실리콘을 전기 [58][61][62]아크로 증발시켜 "수명이 수 초인 가벼운 공"을 만들어냈다고 보고되었다.이 실험의 비디오와 분광기가 이용 [63][64]가능하게 되었다.이 가설은 최초로 기록된 자연 구면 번개의 스펙트럼이 [5][45]발표된 2014년에 중요한 뒷받침 데이터를 얻었다.토양 내 실리콘 저장의 이론화된 형태는 Si, SiO, [65]SiC의 나노 입자를 포함한다.매튜 프랜시스는 이것을 "흙덩어리 가설"이라고 불렀는데, 이 가설에서 볼 번개의 스펙트럼은 이것이 [66]흙과 화학을 공유한다는 것을 보여준다.

충전 솔리드 코어 모델

이 모델에서 볼 번개는 양전하를 띤 고체 코어를 가진 것으로 가정한다.이 기본 가정에 따르면 코어는 코어와 거의 같은 크기의 전하를 가진 얇은 전자층으로 둘러싸여 있다.코어와 전자층 사이에 진공이 존재하며, 전자층은 전자층에 의해 반사되어 유도된다.마이크로파 전자파장은 전자가 [67][68]노심으로 떨어지는 것을 방지하기 위해 전자에 엄청난 기전력(방사압)을 가합니다.

마이크로파 공동 가설

Pyotr Kapitsa는 볼 번개가 발생하는 번개 구름에서 이온화된 공기의 라인을 따라 볼로 유도되는 극초단파 방사선에 의해 구동되는 글로우 방전이라고 제안했다.공명은 공명 극초단파 공동 역할을 하며, 공명이 [69][70]유지되도록 극초단파 방사 파장에 대한 반경을 자동으로 조정합니다.

공 번개의 헨델 매저-솔리톤 이론은 공 번개를 발생시키는 에너지원이 큰 (수 입방 킬로미터) 대기 매저라는 가설을 세운다.볼 번개는 메저에서 나오는 극초단파 방사선의 반양면(antinodal plane)에 플라스마 캐비톤(plasma [71]caviton)으로 나타납니다.

2017년, 중국 항저우에 있는 저장 대학의 연구진은 극초단파가 플라즈마 거품 안에 갇힐 때 번개공의 밝은 빛이 생긴다고 제안했다.지상에 도달하는 낙뢰의 선단에서는 마이크로파 방사선에 접촉하면 상대론적 전자다발을 생성할 수 있다.[72] 후자는 국소 공기를 이온화하고 방사선 압력이 생성된 플라즈마를 배출하여 방사선을 안정적으로 가두는 구형 플라즈마 기포를 형성합니다.볼 내부에 갇힌 마이크로파는 관찰자 계정에 설명된 밝은 섬광을 유지하기 위해 잠시 동안 혈장을 계속 생성합니다.공은 거품 안에 있는 방사선이 부패하기 시작하고 전자파가 구에서 방출되면서 결국 희미해진다.번개공은 구조가 불안정해지면 극적으로 폭발할 수 있다.그 이론은 공 번개의 많은 이상한 특징들을 설명할 수 있다.예를 들어, 전자레인지는 유리를 통과할 수 있는데, 이것은 왜 공이 실내에 형성될 수 있었는지 설명하는데 도움을 준다.

솔리톤 가설

주요 기사:솔리톤과 세인트. 엘모의 불

훌리오 루빈스타인,[73] 데이비드 핑클스타인, 제임스 R.Powell은 공 번개가 분리된 세인트루이스라고 제안했다.엘모의 화재(1964년-1970년).[citation needed]세인트 엘모의 화재는 배의 돛대와 같은 날카로운 전도체가 대기 전기장을 증폭시켜 파괴할 때 발생한다.지구본의 경우 증폭률은 3입니다.이온화된[further explanation needed] 공기의 자유 공기는 그 자체의 전도율에 의해 주변장을 이만큼 증폭시킬 수 있다.이것이 이온화를 유지하면 공은 대기 전기의 흐름에서 솔리톤이 됩니다.

파월의 운동 이론 계산은 볼 크기가 붕괴에 가까운 두 번째 타운젠드 계수(전도 전자의 평균 자유 경로)에 의해 결정된다는 것을 발견했습니다.특정 산업용 전자레인지에서 광방전이 발생하며 전원이 [citation needed]꺼진 후에도 몇 초 동안 광채가 계속 납니다.고출력 저전압 마이크로파 발전기에서 끌어낸 아크도 잔광([citation needed]gl光)을 나타낸다.파월은 이들의 스펙트럼을 측정했고, 잔광은 대부분 저온에서 오래 지속되는 준안정 NO 이온에서 나온다는 것을 발견했다.이러한 준안정 이온을 가진 공기 및 아산화질소에서는 발생했지만, 그렇지 않은 아르곤, 이산화탄소, 헬륨에서는 발생하지 않았다.

공 번개의 솔리톤 모델이 더욱 [74][75][76]개발되었습니다.볼 번개는 플라즈마 내 하전 입자의 구형 대칭 비선형 진동에 기초한다고 제안되었는데, 이는 공간 랭뮤어 솔리톤과 [77]유사하다.이러한 진동은 고전적 접근법과[74][78] 양자적 접근법 모두에서[75][76] 설명되었습니다.가장 격렬한 플라즈마 진동은 구면 번개의 중심부에서 일어난다는 것이 밝혀졌다.반대 방향 스핀을 가진 방사상으로 진동하는 하전 입자의 결합 상태(쿠퍼 쌍의 아날로그)는 볼 [78][79]번개 내부에 나타날 수 있습니다.이 현상은, 차례로, 볼 번개에서의 초전도 단계로 이어질 수 있습니다.공 번개의 초전도 개념은 일찍이 [80][81]고려되었다.복합 코어를 가진 볼 번개의 존재 가능성도 [82]이 모델에서 논의되었다.

유체역학적 소용돌이 링 반대칭성

관측 증거의 광범위한 스펙트럼을 설명할 수 있는 한 가지 이론은 자연[vague] 소용돌이(예: '힐의 구면 소용돌이')[83]의 구면 소용돌이 파괴의 저속 영역 내에서의 연소 개념이다.

나노바터리 가설

Oleg Meshcheryakov는 볼 번개가 복합 나노 또는 서브 마이크로미터 입자로 이루어져 있으며, 각 입자는 배터리를 구성합니다.표면 방전은 이러한 배터리를 단락시켜 전류를 발생시켜 볼을 형성합니다.그의 모델은 볼 [84][85]번개의 모든 관측 가능한 특성과 과정을 설명하는 에어로졸 모델로 묘사됩니다.

부력 플라즈마 가설

기밀 해제된 프로젝트 컨디그 보고서에 따르면 볼 번개와 유사한 부력 하전 플라즈마 형성은 새로운 물리적, 전기적, 자기적 현상에 의해 형성되며 이러한 하전 플라즈마는 대기 중 전하의 영향과 균형 하에 엄청난 속도로 운반될 수 있습니다.이러한 플라스마는 둘 이상의 날씨와 전하를 띤 상태로 인해 발생하는 것으로 보이며, 이는 과학적 근거가 불완전하거나 완전히 이해되지 않는다.한 가지 제안은 운석이 다른 알려지지 않은 대기 [86]사건 외에도 현상의 일부 예를 설명할 수 있기 때문에 운석이 완전히 연소되거나 충격을 주는 대신 대기 중에 분해되어 대전 플라스마를 형성한다는 것이다.그러나 Mark Stenhoff와 Adrian James에 따르면, 이 설명은 볼 번개 현상을 설명하기에 불충분하다고 간주되며,[87] 안전 점검에도 견딜 수 없을 것이다.

경두개 자기 자극

쿠레이와 쿠레이(2008)[88]는 후두엽에서 간질 발작을 겪는 환각의 특징이 볼 번개의 관찰된 특징과 유사하다고 말했다.연구는 또한 가까운 번개 섬광의 빠르게 변화하는 자기장이 뇌의 뉴런을 자극할 만큼 충분히 강하다는 것을 보여주었다.이는 번개에 가까운 사람의 후두엽에 번개에 의한 발작의 가능성을 높여 공 번개를 모방한 간질 환각과 뇌우 사이의 연관성을 확립한다.

경두개 자기 자극에 관한 보다 최근의 연구는 실험실에서 동일한 환각 결과를 제공하는 것으로 나타났으며, 이러한 상태는 자연에서 번개 [89][90]근처에서도 일어나는 것으로 나타났다.이 가설은 볼 번개에 의한 물리적 손상이나 여러 목격자의 동시 관찰에 의한 물리적 손상을 설명하지 못한다.(적어도 관측치는 크게 다를 것입니다.)[citation needed]

인스브루크 대학 연구진의 이론적 계산에 따르면 특정 유형의 번개에 관련된 자기장은 잠재적으로 볼 [89]번개와 유사한 환각을 일으킬 수 있다.몇 초 동안 여러 번 번 번개가 치는 지점까지 가까운 거리에서 발견되는 이러한 장은 시각 피질의 뉴런을 직접 발화시켜 자기장(자기유발 시각 환각)[91]을 일으킬 수 있다.

리드버그 물질의 개념

마니킨 등볼 번개 [92]현상에 대한 설명으로 대기 중 Rydberg 물질을 제안했다.리드버그 물질은 반도체의 [93][94]전자공 물방울과 유사한 많은 면에서 고도로 들뜬 원자의 응축된 형태입니다.그러나 전자공 물방울과는 달리, 리드버그 물질은 수명이 몇 시간이나 길다.이 응축된 들뜬 물질의 상태는 주로 Holmlid가 [95]이끄는 그룹에 의해 실험으로 뒷받침된다.이것은 밀도가 매우 낮은 액체 또는 고체 상태의 물질과 유사합니다.대기 중 Rydberg 물질의 덩어리는 주로 선형 번개에 의해 대기 전기 현상에 의해 형성된 고도로 들뜬 원자의 응축에 의해 발생할 수 있습니다.그러나 리드버그 물질 구름의 자극적인 붕괴는 눈사태의 형태를 띠며, 따라서 폭발로 나타날 수 있습니다.

진공 가설

니콜라 테슬라 (1899년 12월)는 이 공들이 매우 희박한 (그러나 뜨거운) [47]가스로 이루어져 있다고 이론을 세웠다.

기타 가설

볼 번개를 설명하기 위해 몇 가지 다른 가설이 제안되었다.

  • 회전하는 전기 쌍극자 가설.1976년 V. G. Endean의 기사에서 볼 번개는 극초단파 주파수 [96]영역에서 회전하는 전계 벡터로 묘사될 수 있다고 가정했다.
  • 정전식 레이든 항아리 모델.스탠리 싱어는 이러한 유형의 가설을 논의(1971년)했고 전기적 재결합 시간이 종종 [97]보고되는 공의 번개 수명에 비해 너무 짧을 것이라고 제안했다.
  • Smirnov는 (1987년) 프랙탈 에어로겔 [98]가설을 제안했다.
  • M. I. 젤리킨은 플라즈마 초전도[81] 가설에 기초한 (엄격한 수학적 기초가 있는) 설명을 (2006년[78][79][80]) 제안했다.
  • H. C. Wu는 번개의 끝에 형성된 "상대론적 전자 다발"이 특정 조건에서 "강도의 마이크로파 복사"를 들뜨게 할 때 볼 번개가 일어난다고 (2016년) 제안했다.마이크로파가 주변 공기를 이온화하면 연관된 압력이 플라즈마에서 빠져나가 "안정적으로 방사선을 가두는"[99] 기포를 형성할 수 있습니다.
  • A. Meessen은 제10회 공 번개에 관한 국제 심포지엄 (2010년 6월 21일-27일, 러시아 칼리닌그라드)에서 자유 전자의 집단 진동 측면에서 공 번개의 알려진 모든 특성을 설명하는 이론을 제시했습니다.가장 간단한 경우는 구형 플라즈마막의 방사상 진동에 해당합니다.이러한 진동은 주변 공기의 낮은 밀도로 존재하는 하전 입자의 정기적인 "흡입"에 의해 발생하는 파라메트릭 증폭에 의해 지속됩니다.따라서 볼 번개는 하전 입자의 사용 가능한 밀도가 너무 낮으면 침묵의 소멸에 의해 사라지며, 반면 이 밀도가 너무 높으면 크고 때로는 매우 격렬한 폭발과 함께 사라집니다.플라즈마 볼이나 두꺼운 플라즈마막의 정지파로서도 전자진동이 가능하다.그러면 동심원 발광 [100]기포가 발생합니다.

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