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.
Когда журналисты задавали Тесле вопрос о природе шаровой молнии и его плазмоидах, изобретатель прямо отвечал, что ему наконец-то посчастливилось приподнять завесу неведомого. По его словам, оказывалось, что шаровая молния не что иное, как сгусток обыкновенного воздуха, заряженного энергией электрического эфирного вихря. Плазмоид постепенно отдает свою энергию окружающему воздуху, что и вызывает его свечение. В лаборатории огненные шарики могут существовать сколь угодно долго, подпитываясь волнами переменных электрических колебаний из электрического резонатора. А вот если в природной среде шаровая молния на своем пути встретит вещества, способные быть вовлеченными, подобно пыли или саже, в «эфирно-электрический вихрь», то происходит мощный взрыв.
Одним из первых глубоко научное объяснение природы шаровой молнии дал советский физик прошлого века академик П.Л. Капица. Шаровую молнию, по его мнению, питают радиоизлучения, возникающие при грозовых разрядах атмосферного электричества. Предложенное выдающимся ученым объяснение природы шаровой молнии хорошо согласуется со всеми опытами, поставленными в свое время Теслой. Модель Теслы — Капицы прекрасно объясняет все экзотические особенности плазмоидов, начиная от цветовой гаммы их свечения и кончая особенностями движения, включающими скольжение по поверхности различных предметов, протекание через всяческие щели и диафрагмы, а также физиологическое воздействие на животных и человека.
Академик Капица, развивая ранние модели Теслы, предполагал, что шаровая молния является продуктом коротковолнового излучения, возникающего в пространстве между облаками и поверхностью земли. В дальнейшем на основании этого предположения физики разработали целую теорию — мазер-солитонную. Эта теория предполагает, что шаровая молния является производным явлением своеобразного «атмосферного мазера», т. е. лазера, излучающего в радиодиапазоне. Технически эффект «атмосферного мазера» можно объяснить как результат возникновения вращательной энергии в молекулах воды под воздействием короткого импульса электромагнитного поля, сопровождающего грозовые электрические разряды — молнии.
Схема опытов академика П.Л. Капицы
В природе не существует источников энергии, еще нам неизвестных, это на основании закона сохранения энергии приходится принять, что во время свечения к шаровой молнии непрерывно подводится энергия, и мы вынуждены искать этот источник энергии вне объема шаровой молнии. Шаровые молнии возникают там, где радиоволны достигают наибольшей интенсивности.
Нобелевский лауреат, академик П.Л. Капица
Поскольку под воздействие молний попадает очень большое пространство, вероятность возникновения эффекта «атмосферного мазера» может быть достаточной для наблюдения. Однако следует учитывать, что для возникновения видимой шаровой молнии необходимо либо огромное воздушное пространство, либо полость с проводящими стенками — этим объясняется, почему шаровая молния иногда материализуется прямо в зданиях и даже за бортом самолетов и подводных лодок.
Теорию «атмосферного мазера» косвенно подтверждает то, что шаровые молнии никогда не образуются вблизи острых горных вершин, около верхних этажей небоскребов и в других высоких точках, которые, так сказать, привлекают молнии и где любят обосновываться специалисты по изучению этого атмосферного явления. Между тем теория «атмосферного мазера» предсказывает, что вблизи острых проводящих и тем более заземленных поверхностей образование шаровых молний, в общем-то, маловероятно. Это объясняется тем, что импульс электромагнитного поля молнии, бьющей в высотный объект, образует довольно узкий конус, занимающий очень небольшой объем. Когда же молния бьет в какой-либо объект, располагающийся на плоской местности, то возникающий при этом импульс оказывается огромным: до десяти километров в ширину и до трех — в высоту.