他家住在巴黎。有一次,一个球形闪电闯进了他家一个房间的壁炉里,随后又滚到地板上。它好像一只蜷伏成团的闪光的“小猫”,滚到屋主人—学者的脚边,似乎要和他玩耍一般。惊慌失措的学者,害怕得往后退缩,火球又魔术般地跟着他走,并升到了他的脸部附近的空间。学者竭尽可能地把头侧向一旁。火球发出噼啪声飞上了天花板,进而转向房屋的烟筒口飞去,这洞当时是用纸糊着的。火球从容地穿过了纸层,钻进了烟囱。突然,响起了震耳欲聋的爆炸声,火球消失了,烟囱也倒塌了,满庭院里散落着烟囱的碎片。
历史上最令人震惊的球形闪电发生在16世纪中叶,那是法国国王亨利二世的婚礼之夜,一个火球突然闯入内宫,将新婚的皇后迪亚纳击毙、烧死。
飞机上的不速之客
1977年8月9日和1980年6月5日,中国有两架民航飞机遇到雷雨,两次的情况大致相同:一个火球—球形闪电闯入飞机内,从前舱滚到后舱,最后一声巨响,神秘地爆炸了。旅客们只感到脚底下有些发麻,却没有一人伤亡。
1981年,苏联的一架“伊尔—18”型的客机从黑海之滨的索契市起飞,然后在1200米高的高空中飞行。
当时天气晴和,雷雨云远离飞行线40公里。然而,驾驶员突然惊奇地发现,一个直径大约10厘米的球形闪电闯进了他的驾驶舱,他惊惶万分,不知所措。突然一声巨响,震耳欲聋,火球爆炸了,消失得无影无踪。所幸的是,仪表机件似乎都没有受损,飞机在照样飞行。几秒钟后,令人难以置信的奇迹出现了,那个闪光的火球轻易地通过了密封的金属舱壁,重新出现在乘客座舱。它在惊慌失措的乘客头上缓慢地飘浮过去,到达后舱时一分为二,分裂成两个光亮的半月形,随后又合二为一,拼成个完整的球体,最后,带着不大的声音离开了飞机。
这时,驾驶员发现机上的雷达和部分仪表失灵,只好就近紧急着陆。作地面检查时,发现在球形闪电进入和离开处—飞机头部外壳板和尾部各有一个窟窿,但飞机内壁没有任何损坏,舱内的乘客也没有受到任何伤害。这不能不叫所有历险者啧啧称奇。
为什么会有球形闪电?它神奇的能量来自何方?它究竟是什么东西?与普通闪电到底有什么区别?一般闪电只能持续十分之几到百分之几秒,为什么球形闪电的发光时间能从几秒延伸到几分钟之久?它为什么能保持球形并且能够漂浮移动?为什么有时恶意伤人,雷霆万钧?有时却又秋毫无犯?
这些问题,长期困扰着科学界,直到今天,也没有一个准确的答案。
氮、氧化合物和“等离子状态”
有人认为,球形闪电是由大气中的氧和氮在闪电周围经过特殊的化合而产生的一种奇特的现象。
1965年,苏联物理学家德米特列耶夫到奥温加湖畔度暑假。8月23日傍晚,下了一场暴雨,他正在门楼前观赏雨后景色。正在这时,一道闪电在天空掠过,一两分钟后,一个淡红色火球闪现在他的眼前。那火球离地面2米左右,向着他站立的方向缓慢地飘来,迸溅着黄色、绿色、紫色的火星,同时发出“噗噗”的声响。当火球即将接近他时,又突然向上浮动,并且煞有介事地在他面前停留了几秒钟,然后又悠悠忽忽地向远方的森林飘去,在一棵树上降落下来。这时,火球剧烈地迸发出火星,如同夜间放射的焰火,一阵炫目耀眼之后,火星与火球都熄灭了。
这时候,德米特列耶夫突然感到,火球经过之后,空气格外新鲜。职业本能促使他立即扑向自己的背包,取出烧瓶,敏捷地收取了空气样品。经过化验分析,空气样品里含有大量的臭氧和二氧化氮,远远地超过了正常值。这说明,大气中的氧和氮参与了某种尚未被人们掌握的化学反应。
但是,到底是因为有了球形闪电,才形成这种化学反应呢?还是因为有了这种化学反应,才形成球形闪电呢?
德米特列耶夫也回答不出。有的学者认为,球形闪电是空气的原子或分子那样的物质在发光,即空气受到某种激励而形成了“等离子状态”。
苏联诺贝尔奖获得者、物理学家卡皮查解释说,由于某种原因,云、建筑物、大树等等,都会产生大量的电荷。由于这些电荷的变化,会产生波长为几十厘米到几米的电磁波辐射到地面上。射到地表的电磁波被反射,入射波与反射波之间发生干涉,产生与地表平行的驻波,这个驻波的波腹存在极强的电场,足以把空气激励成等离子状态。人们看到的火球,正是由激励状态返回到原来状态时所发出的光。
日本早稻田大学理工系的一位教授指出,等离子体的发光大多在空气中微小尘埃较多或者较为潮湿的场所,7、8月间坟地里经常出现的“鬼火”就是一种等离子体发光现象,因为坟地的潮湿和墓前的有棱有角墓碑,容易使空气形成等离子状态。
为什么“鬼火”在离地3米处晃动,骤然消失后又在其上方3米再度出现呢?这用卡皮查的理论不难解释。这是因为在驻波的第一波腹和第二波腹处,连续发生火球的缘故。类似的,如果火球窜入居室,由于它拥有的能量特大而持续时间可能特短,所以,居室内的物品有的可能焚毁、熔融,而近旁的物品却是丝毫无损;有的只是被烤焦发黑,而没有引发明火。
为什么球形闪电能进入机舱呢?科学工作者认为,飞机本身是个金属体,它在电场中飞行时,金属表面会因感应、摩擦而带电。如果碰巧遇到球形闪电,在电力作用下,就有可能把火球引向机舱,并顺着座舱里的穿堂风移动。
飞机带电后,表面的电荷分布是不均匀的。机翼尖、天线“垂直安定面”等尖凸部位电荷密度大,同时,它同附近空间的电位差也就特别大,所以,这些部位就容易遭受球形闪电的袭击,而机身和人员却得以安然无恙。
“反物质”和“硅粒子”
另一种学说认为,射向地球的宇宙尘埃中存在着万分之一到百万分之一的反物质,它们进入大气层后便与空气中的电子冲撞而湮没,电子湮没时产生能量达511千电子伏的伽马射线。目前,美国哈威尔研究所的研究人员已经捕获到具有这种能量的伽马射线,这便是球形闪电出现的根源。
但是,根据报告,球形闪电的持续时间大都在1分钟以上,而美国、苏联、欧洲、日本等国的科学家根据反物质湮没原理,在实验室里人工制造的火球,其持续时间不过是1~3秒,无论在球形大小或持续时间上,都与自然界产生的火球相去甚远。因此,反物质湮没理论还不可能是球形闪电产生根源的定论。
2000年2月,新西兰坎特伯雷大学的科学家阿伯拉翰森和戴尼斯宣布,他们可能已经彻底解开了球形闪电之谜,那些飘忽的球形闪电只不过是正在燃烧的硅粒子。
他们认为,当土壤被雷电袭击后,会释放出含有硅的纳米微粒,来自雷电袭击的能量以化学能的形式储藏在这些纳米微粒中。这些直径小于1/10微米的粒子连接成串,类似于细丝。球形闪电正是由这些细丝聚合而成,气流则把它带向空中。在一定的温度下,这些微粒就会氧化并释放出能量。硅粒子的性质十分活跃,燃烧速度却相对缓慢,在燃烧的过程中硅粒子发出光线。
这个理论同样能解释球形闪电如何穿墙过户问题。他们说,大多数房屋(尤其是旧房屋)在窗户周围及门边附近都有裂缝,而由硅粒子细丝组成的球形闪电则行动灵活,随着空气的流动而四处飘移。因此,当空气以穿堂风的形式通过门或窗缝时,球形闪电也应该能挤过裂缝,并且在另一边恢复形状。遗憾的是,科学家们尚未能在实验室里制造出这样的球形闪电。
有关专家介绍,预防球形闪电的主要方法是关闭门窗,防止球形闪电飘进室内;万一球形闪电进屋,千万不要跑动,因为球形闪电一般会跟随气流飘动。如果在野外遇到球形闪电,也不要乱动,可拾起身边的石块向外扔去,将球形闪电引开,以免误伤人群。
月球:“太空船”假说之谜
月球是距离地球最近的天体,也是人类唯一登临了的天体。登临之后,给我们带来了更多的困惑。
登月后的科学困惑
(一)月球的起源更加扑朔迷离
我们原以为月球是地球的兄弟(同源)或者儿子(分裂),但事实上什么也不是。对月球岩石和土壤的分析表明,它的成分和地球大不相同。地球铁多矽少,月球铁少矽多;地球钛矿很少,月球却钛矿很多。更重要的是,月球上有六种元素是地球上根本没有的,这就基本上排除了两者的“血缘”关系。
那么,它是不是被地球“俘获”的外来天体呢?可能性也不大。因为,月球的直径是地球的1/4,这么巨大的卫星在我们所知的宇宙中是绝无仅有的。太阳系最大的卫星是木卫3号,但它的直径只是木星的1/27。要想在宇宙中抓住这样大的卫星,地球显然有点力不从心。
其次,地球是近日行星,质量相对较小,外来天体进入太阳系后,首先将受到两颗庞大的远日行星—土星、木星的拦截,土星体积是地球的745倍,木星体积是地球的1316倍,引力比地球大得多。美国华盛顿的卡内基研究所的模拟试验表明,木星的引力是地球的一个天然屏障,如果没有木星的拦截,巨型陨石的不断轰击将会使地球千疮百孔。而月球,怎么可能穿过土星、木星的双重堵截而径直奔向了地球呢?
而一旦绕过土星、木星之后,太阳的引力更是比地球大得多,它更有理由奔向太阳,而不应该停留在地球上空。
(二)月球比地球更为古老
令科学家难以相信的是:从月亮上采集来的岩石,90%以上的要比地球上最古老的岩石还要古老。宇航员阿姆斯特朗从“静海”带回的第一块岩石的年龄被测定为36亿年,其他岩石分别是42亿年、45亿年和46亿年,还有一块竟然超过了53亿年。
相比之下,地球上最古老的岩石的年龄只有37亿年。而整个太阳系的年龄也不会超过50亿年。由此得出的结论是,月球的形成不仅比地球早,而且比太阳系早。那么,它到底来自哪里呢?
(三)月球的尘土更是来历不明
更大的难题出现在土壤分析上。对“静海”带回的土壤分析结果表明,它比周遭的岩石还要古老10亿年。这简直不成逻辑!因为在通常情况下,尘土是它近旁的岩石风化而成。而且,月球是个死寂的世界,没有地壳的动荡,没有风暴的驱遣,那么,这广阔的尘土层从何而来呢?给我们留下了新的谜团。
(四)月球是空心的吗?
宇航员在月面上设置了两台地震仪,其灵敏度之高甚至能记录到宇航员在月面上的脚步声。1969年11月20日,“阿波罗12号”奉命用登月舱的上半段撞击月球表面,随即发生了“月震”。震动由小渐大,8分钟到达最强点,然后振幅逐渐减弱直至消失,全过程约1小时,真可谓“余音袅袅”,经久不绝。
此后,“阿波罗”多次制造月震,其中13号飞船制造的月震,持续了3小时20分钟。参与观测的地震学家无不面面相觑。这表明,月球上的震波只是从震中向表层四周传播,而没有向月球内部传播,就像撞击了一口教堂的大钟。这生动地说明,月球是一个表面覆盖着坚硬外壳的中空球体。
(五)月球坚硬外壳之谜
宇航员在“月海”进行了钻探,钻头是人工合成的“黑金刚”,在地球上,几乎不存在它钻不透的物质,但是,宇航员折腾了许久,只钻进了75厘米。这叫所有的金属材料专家大吃一惊。
带回来的月岩标本显示,岩石中含有大量的钛、铬、锆、钇、铍等等,这是人类已知的强度最高、最耐高温的稀有金属。把它们熔入岩石至少需要4000℃以上的高温,但我们在月球上找不出这种高温的来源。
(六)月球表层强烈的放射性从何而来?
“阿波罗15号”使用热探测器时,出现了异常高的读数。这表明在“亚平宁平原”附近有高温热流。一位月球研究专家看到数据后惊呼:“啊,上帝!这片土地马上就要熔化了!”但事实上,月心温度并不高,这些热量是月球表面的放射性物质发出的。问题是,这些热核辐射材料(铀、**或钚)从何而来?
(七)月球上空大量水蒸气之谜
最初几次的月球探测表明,月球是个干燥的天体。一位科学家甚至断言,它比“戈壁大沙漠还要干燥100万倍”。但是,“阿波罗15号”却在月球上空发现了面积达259平方公里的水蒸气云团。有的科学家争辩说,这是美国宇航员废弃在月球上的两个水箱漏水造成的。可是,那么小的水箱怎能产生这样大的一片水气呢?而且直至今日,我们在月球上还没有找到水。
(八)月表玻璃状物质之谜
“阿波罗”的宇航员们发现,月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状物质,这表明,它曾受过高温烘烤。问题是,这个“高温热源”从何而来?有人认为,是大量的小陨星撞击的结果;有人认为,是一次猛烈的太阳耀斑爆发留下的烙印;还有人认为,这与核爆炸造成的效果相似,而且,这一解释又与月球表面的高核辐射性吻合。但是,月球上怎么可能有核爆炸呢?
(九)月球磁场之谜
早期的月球探测表明,月球几乎没有磁场,可是从月球带来的岩石却具有非常奇特的磁性,表明它被很强的磁场磁化过,这真叫科学家大惑不解。因为,如果月球曾有过磁场,那么,它就应该有个铁质的核心,但是,可靠的证据显示,月球不可能有这样一个核心。那么,它的磁性从何而来呢?
(十)高密度物质聚集之谜
早在1968年,月球轨道探测器显示,“玛丽亚环形山区”地下有高密度物质聚集。当宇宙飞船飞越这些结构上空时,由于它们的巨大引力,飞船的飞行会稍稍低于规定的轨道,而当飞船离开这些结构上空时,它又会自动加速。经过探测和计算,这一地区下面有一个重元素构成的隐秘结构,具有极高的密度,形状像牛眼睛。至于到底是什么东西,没有谁知道。