古代人が目撃した謎の魔女火と媽祖火…球雷とはいったい何なのか？

このフランスのイラストは、球状の稲妻が窓から部屋に入ってくる様子を示しています。この現象は歴史を通じて何度も記録されてきました。

© アラミーストックフォト

リヴァイアサンプレス:

記事で言及されている「聖エルモの火」は魔女火としても知られ、古代中国では媽祖火と呼ばれていました。これは古代から航海中の船員によって観察されてきた自然現象です。これは雷雨の際によく発生し、船のマストの先端などの尖った物体に炎のような青白い閃光を発生させます。聖エルモの火は、牛や羊などの家畜の角や、鋭利な物体にも現れることがあります。セントエルモの火はコロナ放電現象です。周囲の環境の電位差が非常に大きいため（激しい雷雨の際にはよくあることです）、空気の破壊電圧（1メートルあたり約300万ボルト）を超え、空気が導体（プラズマ）になり、電気を伝導する過程で強い光を発します。

1195 年 6 月 7 日、カンタベリー出身のイギリスのベネディクト会修道士、ジャーヴァースがロンドン市に雷雨が降り注ぐのを目撃しました。これは明らかに僧侶の想像を超えていました。

「6月7日午後6時頃、ロンドンに厚い黒い雲が現れた。周囲は太陽が明るく輝く中、雲は広がり続けた。この雲の真ん中に風車のような穴があり、どこからともなく白い物質が出てきた。その物質は球形になり、テムズ川とノリッジ司教の邸宅の間に浮かんでいた。その後、火の玉が川に落ち、回転しながら司教の家の壁の下に何度も落ちた。」

それからほぼ 400 年後の 1638 年 10 月 21 日、デボン州の荒野の町ワイドコムを再び大嵐が襲いました。当時、町の住民の多くが教会の礼拝に出席していたとき、次のような異常な光景が突然起こりました。

「…恐ろしい音と雷鳴、そして恐ろしい奇妙な稲妻がありました…教会全体が一瞬にして火の閃光で照らされ、煙と硫黄のような臭いで満たされました。彼らは最初、巨大な火の玉が窓から入ってきて教会を通り抜けるのを見ました。それは会衆全体を非常に怖がらせ、ほとんどの人が席から倒れてしまいました…」

後に無名の芸術家によって描かれた木版画には、ワイルドコム教会の火の玉が描かれている。 © ウィキペディア

目撃者によると、「巨大な火の玉」が教会内を駆け抜け、石や木の梁を破壊し、信者の衣服に火をつけたという。ある時点で火の玉は二つに割れ、片方は窓を破壊し、もう片方は教会内のどこかに消えていった。この火災で4人が死亡、60人が負傷し、火の玉の後に残ったのは煙と硫黄の刺激臭だけだった。これらは球電現象に関する最も古い 2 つの記録です。球電光は最も奇妙で珍しい自然現象の一つです。それは、浮かんでいる光や火の球が自ら動き回り、突然消える現象としてよく説明されます。

球電光に関する最初の記録は西暦 12 世紀にまで遡りますが、人類は文明の夜明け以来この現象に遭遇していたと考えられます。例えば、日本の民間伝承には、夜に人々を追いかける死者の霊であると信じられている光る球体である人魂について言及されています。

ヘルマン・ヘンドリヒ。ウィル・オ・ウィスプと蛇。 © ウィキペディア

同様の光景としては、オーストラリアのアウトバックのミンミン光や、ヨーロッパの民間伝承に登場する沼地や湿地帯の上空でちらつく淡い青緑色の光であるウィル・オ・ザ・ファイアなどがある。しかし、後者の 2 つの現象は異なります。幽霊のような火の精霊は、車のヘッドライトやその他の光源が冷たい空気の層によって屈折することによって発生する可能性があります。幽霊火災は、ホスフィン、ジホスフィン、メタンなどの沼地のガスが空気と接触して自然発火することで発生します。

ウィル・オ・ザ・ウィスプはこんな感じです。 © ショーン・B・パーマー

球電現象の希少性に加え、目撃例によってさまざまな特徴が見られることも、球電現象を特定するのを困難にしている要因です。球状稲妻は通常は雷雨と関連づけられますが、晴れた日にも見られ、興味深いことに地震の際にもよく見られます。目撃者によると、球体は直径が数センチから数メートルで、色は水色から黄色、オレンジ、赤、ピンクまで様々で、形は球形から長方形、円盤状または棒状、多葉型まで様々だったという。多くの場合、球体は完全に静かに消えたが、大きなブーンという音やパチパチという音を立てて、激しい音とともに消えたこともある。球雷は通常は陸上で発生しますが、海上でも発生したことがあります。1726 年 12 月にイギリスの船乗りジョン・ハウエルが次のように記述しています。

「8 月 29 日にフロリダ湾を通過していたとき、巨大な火の玉が空から落ちてきて、マストが信じられないほど粉々に砕け散りました。また、メイン スパーと水中の板 3 枚、デッキ上の板 3 枚も壊れました。1 人が即死し、もう 1 人は手を吹き飛ばされ、大雨がなかったら帆は炎の玉になっていたでしょう。」

20 年以上後の 1749 年、グレゴリー博士はイギリス海軍の戦艦 HMS モンタギュー号に乗って、次のような出来事を報告しました。

「1749 年 11 月 4 日、チェンバース提督はモンタギュー号に乗船していたが、正午少し前に、約 3 マイル離れたところに巨大な青い火の玉を発見した。彼らはすぐにトップセールを降ろしたが、火の玉は非常に速く、メインセールを揚げる前に、火の玉はほぼ垂直に上昇し、主錨鎖から約 40 ヤードか 50 ヤードのところで爆発した。その音はまるで 100 門の大砲が同時に発射されたかのようで、強い硫黄の臭いを残した。爆発でメインマストが粉々に吹き飛んだ。5 人が倒れ、そのうち 1 人が重傷を負った。爆発前、火の玉は大きな石臼ほどの大きさに見えた。」

近年では、球電光は航空機からも目撃されており、著名な英国の電波天文学者ロジャー・クリフトン・ジェニソンは、1963 年 3 月 19 日に次のような目撃情報を報告しています。

「私はニューヨークからワシントンへの深夜のフライトで、全金属製の航空機の客室の前方近くに座っていました。飛行機は雷雨に遭遇し、突然明るい放電に包まれました。数秒後、直径 20 cm 強の光る球体がコックピットから現れ、飛行機の通路に沿って、私から約 50 cm 離れたところを飛んで行きました。その球体は、観測可能な距離全体にわたって同じ高度と方向を維持していました。」

球電現象に遭遇した著名人は他にもおり、イギリスの神秘主義者アレイスター・クロウリーや、子供の頃に祖父のアレクサンドル2世を訪ねてペテルゴフに訪れた際にこの現象を目撃したロシア皇帝ニコライ2世などがいます。

「祖父と私が礼拝堂で礼拝していたとき、雷雨が起こりました。稲妻が次々に光り、雷鳴が全世界を揺るがすようでした。突然、空が暗くなり、開いたドアから突風が吹き込み、イコンの前のろうそくを吹き消しました。雷鳴は前よりも大きく鳴り響き、突然、イコンの頭の真上の窓から火の玉が飛んでいくのが見えました。その玉（稲妻）は地面で円を描き、シャンデリアの上を飛び、ドアから飛び出して公園に飛び出しました。私は心が沈み、祖父を見ました。彼の顔は異常に穏やかでした。私は、自分が恐れているのは不適切だと感じました。人々は、祖父がしたように、起こっていることを見て、神の慈悲を信じる必要があります。稲妻の玉が教会全体を通り抜け、突然ドアから飛び出したとき、私は再び祖父を見ました。彼の顔にかすかな笑みが浮かび、彼は私にうなずきました。私のパニックは消え、それ以来、私は嵐を恐れなくなりました。」

これらのさまざまな記録は、球電光のもう一つの不可解な特性をはっきりと示しています。これらの光の球は、壁やその他の固体を跡形もなく通り抜け、周囲に何の影響も及ぼさないように見えることもありますが、非常に破壊的になり、窓を割ったり、火災を引き起こしたり、さらには人命を奪ったりすることもあります。さらに奇妙なことに、球雷は非導電性の物体よりも導電性の物体にはるかに大きな影響を与えるようです。球雷に関する多くの報告では、電気メーターや金属パイプなどの金属物体が家から激しく引きちぎられ、路上に投げ出されることがよくあります。

暖炉を通って部屋に入ってくる球状の稲妻。G. ハートウィグ著『空中世界』、1886 年より。© Weather & Radar

しかし、報告書全体で一貫している点は、これらの光の球が通常、硫黄のような臭いを残すということです。球電現象を研究するのは非常に難しいですが、実は一般に信じられているほど珍しい現象ではありません。 1960 年にアメリカ物理学会プラズマ物理学部会の紀要に掲載された研究で、J. R. マクナリーは約 10,000 件の目撃証言を分析し、世界人口の 5% もの人々が生涯のある時点で球電を目撃したと結論付けました。これは、この現象が実際にはかなり一般的であることを示唆しているが、地球は非常に大きいため、十分な訓練を受け十分な装備を備えた科学者は言うまでもなく、誰かがそれを直接目撃することは必ずしも可能ではない。研究者の中には幸運に恵まれる人もいます。たとえば、1965年、ソ連の大気化学者ミハイル・ドミトリエフがロシア北西部のアルハンゲリスク近郊で探検中、彼のキャンプ地近くの地面に雷が落ちました。雷から直径約16センチの火の玉が出現した。それは地面からそれほど遠くないところでしばらくホバリングし、それからずっとパチパチと音を立てながらキャンプの上を飛んでいった。その後、煙は近くの森に飛び去り、濃い青色の煙と刺激臭を残して姿を消した。ドミトリエフはすぐに真空エアバッグを使って煙のサンプルを採取した。その後、これらのサンプル中のオゾンと二酸化窒素のレベルが通常の50～100倍高いことが判明しました。これらのガスは通常、高電圧の放電によって生成されます。

2022年10月、エアバスのルイス・アンドレス機長はマイアミからデンバーへの飛行中に、驚くべき「セントエルモスの火」を撮影しました。 © ルイス・アンドレス/SWNS

実際、球状稲妻は、より一般的な別の種類の稲妻であるセントエルモスの火と混同されることがよくあります。 「セントエルモの火」は、船のマストや飛行機の翼によく現れる青いコロナ放電です。しかし、セントエルモの火は周囲の空気の破壊の可能性を克服するために鋭い先端または端を必要とするのに対し、球状の稲妻は完全に別個で安定しているため、これらはほぼ確実に異なる現象です。

火の玉を持つテスラ、ワーウィック・ゴーブル作、1899年。© wikimedia

自然環境で球電を観察するのは非常に難しいため、ほとんどの研究は実験室でこの現象を再現することに重点を置いてきました。最初に成功した人の一人は、誰もが愛したセルビアの「狂気の」科学者、ニコラ・テスラでした。彼は、1904 年 3 月 5 日発行の Electrical World and Engineer 誌で次のように宣言しました。

「私は火球を見たことはありませんが、それを補うために、後に火球の形成パターンを突き止め、人工的に作り出すことに成功しました。」

当時の新聞報道によると、テスラは顧客を喜ばせるために、直径数センチの稲妻玉をよく作っていたとも伝えられている。しかし、テスラにとって、この現象は無線エネルギー伝送に関する研究の予期せぬ副産物にすぎず、彼はこのテーマについてほとんど語らなかった。当時のテスラに関するメディア報道の多くは非常に誇張されていたため、これらの主張には注意して扱う必要があることを指摘しておかなければなりません。それにもかかわらず、テスラの魅力的な実験は、後の球電研究者に今でもインスピレーションを与えています。球電現象を真剣に研究した次の重要人物は、イギリスの物理学者ジェームズ・L・タックでした。爆発物の専門家であるタッカーは、第二次世界大戦中にマンハッタン計画に参加した英国代表団の一員でした。戦後、タッカーはロスアラモス国立研究所に留まり、初期の核融合研究に深く関わった。この間、タッカーは第二次世界大戦中の多くの潜水艦乗組員から、潜水艦のバッテリーを電動モーターにつなぐスイッチをオフにしたときに、うっかり球電光を発生させてしまったという話を聞いた。これらの火の玉は長い間甲板上に浮かんでおり、時には彼らの足を焼くこともありました。これらの話はタッカーの興味をそそり、球電の謎を解くことが、別のより重要な科学的謎を解くのに役立つかもしれないと考えた。

ジェームズ・タッカーの確率マシン。 © 科学写真

当時、核融合研究のほとんどは、磁場を使ってプラズマを閉じ込めて圧縮し、原子核融合を誘発してエネルギーを放出するという「圧縮」原理に基づいていました。後のドーナツ型トカマク炉とは異なり、初期の実験ではプラズマを長時間閉じ込めるのではなく、できるだけ早く核融合を誘発し、プラズマが消散する前にエネルギーを採取することを目指していました。残念なことに、最も初期の実験的核融合反応（ライマン・スピッツァーのステラレータやジェームズ・タッカーのパーセプサトロンなど）はすべて、プラズマ内の不安定性のために繰り返し失敗しました。

ライマン・スピッツァーのステラレーター。 © プリンストンプラズマ物理学研究所

当時、球電もプラズマ（高温のイオン化ガスからなる超高温物質）の一種であると広く信じられていました。しかし、ステラレータや確率的装置とは異なり、球電のプラズマは、どういうわけか、何分にもわたって完全に封じ込められ、安定した状態を保つことができます。タッカー氏は、その理由を解明することが核融合の問題を解決する鍵になるかもしれないと考えている。幸運にも、彼はすぐにロスアラモスの貯蔵室で完全な潜水艦の電気システムを発見した。タッカー氏は同僚のグループを説得して、放棄された実験用バンカーに装置を設置し、その後2年半にわたってバッテリーの充電と放電を何千回も繰り返し、その結果をフィルムに記録した。ほとんどの実験では普通の火花が散るだけだったが、ある実験のフィルムを見直していたとき、タッカーは4つのフレームの中に直径約4センチの白く光る球体が地面に沿って急速に動いているのを発見した。残念なことに、実験用バンカーはその後解体され、タッカーは実験を続けることができなかった。彼は1973年にロスアラモスを退職し、1980年に70歳で亡くなりました。タッカーは球電の写真を多くの人々と共有しましたが、その中の一人がマサチューセッツ州ブロックトンの独立実験者ロバート・K・ゴルカでした。ニコラ・テスラの信奉者として、ゴルカは世界中に無線で電気を送り、未来のクリーンかつ無限のエネルギー源として核融合エネルギーを開発するというテスラの夢を実現しようと決意した。

ゴルカと彼のテスラコイル。 © rdmenzies

1974年、ゴルカはユタ州ウェンドーバーに移り、ウェンドーバー空軍基地近くの60万平方フィートの廃墟となった格納庫に定住した。ここで彼は、軍の余剰部品と地元の廃品置き場から集めたスクラップを使って、世界最大のテスラコイルを組み立てた。その後数年間、彼はこの巨大なコイルを何度も作動させ、数メートルに及ぶ2000万ボルトの稲妻を発生させた。しかし、この印象的な光のショーが球状の稲妻に似た現象を生み出すのは、ごく稀なケースに限られます。 1980年、ゴルカの実験は突然終了した。米空軍はかつて彼に年間1ドルという象徴的な価格で格納庫を貸し出していたが、後にその格納庫をウィンドワードの町に譲渡し、町はその後、賃料を2,400%値上げした。これにより、ゴルカ氏とウィンドワード町との間で長く厳しい法廷闘争が始まった。ウィンドワード町の住民と政府は、ゴルカ氏をただの無報酬の狂人だとみなしていた。結局、ゴルカはウィンドワードを離れ、マサチューセッツに戻り、そこでジェームズ・タッカーの潜水艦バッテリー実験を再現することを決意した。しかし、その頃には、第二次世界大戦の潜水艦のバッテリーはすでに入手困難になっていました。その後、ゴルカはボストン・アンド・メイン鉄道の社長に連絡を取り、機関車2台、貨車数台、1.5マイルの線路を提供するよう説得することに成功した。ゴルカは、1985 年 3 月号の Radio Electronics 誌に次のように書いています。

実験のために、機関車の下の 1,600 馬力のディーゼル発電機と 2,000 馬力の電気モーターの間の高電圧回路に海底遮断器を接続しました。回路ブレーカーをオンにすると（長いほうきの柄を使用）、球状の稲妻を発生させることができます。

ブレーカーをオンにすると効果はすごいです。機関車の運転室内の温度は瞬時に 60°F から 110°F に上昇します。ご想像のとおり、人々は車から降りて新鮮な空気を吸いたがっていました。もちろん、列車はまだ動いていたため（時速約 20 マイル）、そんなことはできませんでした。そうすると列車が線路から外れて実験が台無しになってしまうでしょう... これは、動いている列車で行われた初のプラズマ物理学実験となるはずでした。

なんてクレイジーな男なんだ。

これらの実験に基づいて、ゴルカは球電の背後にある物理学についていくつかの興味深い結論に達しました。

「何度も実験を繰り返した後、私はついに火の玉効果は乱流の除去によるものだと確信しました。実際、コックピットのドアと窓を閉めたときに、この効果が最も起こりやすいことがわかりました...今では、これは高電圧の静電効果というよりも、粒子の渦巻く流れのようなものだと考えています。つまり、静電球というよりも、真ん中に小さな穴がある巨大なプラズマ渦ドーナツのようなものだということです。現在、航空工学、特に流体力学には、完全には理解されていない現象が数多くあります。その 1 つが渦の物理です。煙の輪を別の輪の中に吹き込むと、内側の輪が前後に動きます。また、静止した煙の輪を吹き込むこともできます。液体では、輪は球やその他の形状を形成することがあります。」

ゴルカ氏は、2018年に80歳で亡くなるまで、球電光、無線エネルギー伝送、核融合などのプロジェクトで実験を続け、できる限りの資金と設備をかき集めました。ここで注目すべき重要な点は、ゴルカ氏は所属のない独立した研究者であり、「異端科学」コミュニティのメンバーであるため、彼の方法と結論にはある程度の懐疑的な見方をすべきだということです。

© 天気とレーダー

数十年にわたってゴルカ氏のような異端の科学者だけが球電を研究していたという事実は、この主題が疑似科学に悲劇的に陥ったことを意味していた。たとえば、広く流布しているある話によると、ジェームズ・タッカーの潜水艦バッテリー実験の 1 つは爆発で終わり、実験用バンカーが完全に破壊されたという。この爆発は、実験で使用された微量のメタンガスとはまったく釣り合いが取れていない。陰謀論者らは、タッカーの研究、そして球電研究全般が、指向性プラズマ兵器の研究を守るために米軍によって積極的に抑圧されてきたとも主張している。ありがたいことに、球電は近年主流の科学者からより多くの注目を集めており、彼らはついにこの捉えどころのない自然現象の謎を解明することに近づいています。 1955 年、ソビエトの科学者ピョートル・カピツァは、球電光の形成に関する包括的な理論的説明、「メーザー・ソリトン理論」を初めて提唱しました。簡単に言えば、カピツァは、特定の条件下では、雷が周囲の大量の空気を巨大なマイクロ波メーザー (MASER) に変える可能性があると考えていました。このマイクロ波メーザーによって生成される強力なマイクロ波パルスは周囲の空気の誘電破壊を引き起こし、プラズマボールを形成します。理論的には、このマイクロ波効果は落雷後もしばらく続く可能性があり、生成されたマイクロ波パルスはプラズマボールの存在を養い、維持し続けます。

ピーター・カピツァ（1894-1984）。 © ミリタリーレビュー

カピツァの理論は球電の不可解な特性の多くをうまく説明しています。たとえば、球状の稲妻はほとんどの場合、開けた田園地帯で発生し、山頂や高層ビル、または通常雷を引き寄せるその他の高い構造物の近くでは決して発生しません。これは、そのような物体が電界を集中させ、雷がより低い電位で放電し、周囲の空気に及ぼす影響がより小さくなるため、マイクロ波メーザー効果の形成が妨げられるためです。さらに、密閉された導電性構造物（航空機の胴体や潜水艦の船体など）内で発生する球状雷はエネルギーが低く、比較的無害である傾向がありますが、より開放的な場所で発生する球状雷はより破壊的になる傾向があります。レーザーソリトン理論もこれを説明します。この理論では、このような閉鎖環境におけるレーザーの最大エネルギーはわずか 10 ジュールであるのに対し、より開放的な環境では 100 ～ 1000 ジュールになると予測されます。

© パトリック・レジェ

最後に、メーザーソリトン理論は、球状雷がその寿命の終わりに爆発する傾向と、導電性の物体に強い影響を及ぼすことを説明します。カピツァ氏によると、プラズマ球のエネルギーが尽きて崩壊し始めると、メーザリング効果を駆動する光子が突然放出され、「光子なだれ」と呼ばれる現象を通じて急速に増殖し、大量の熱と強力な磁場を発生させ、導電性および非導電性の材料でできた複雑な物体を破壊できるという。

© イムガー

驚くべきことに、球状の稲妻は普通の電子レンジで簡単に再現できます。燃えているろうそく、マッチ、またはその他の炭素源を電子レンジに入れて電源を入れるだけです。数秒以内に、白く輝くプラズマの球が炎から噴き出し、電子レンジの上部を横切って移動します。この球は、電子レンジのマグネトロンによって供給される集中したマイクロ波エネルギーによって数秒間持続します。

© 学校の科学

2009年、イスラエルの物理学者エリ・ジャービーとウラジミール・ディクティアルは、600ワットの市販電子レンジのマグネトロンを、集中したマイクロ波ビームを発射できる直径2mmの「マイクロ波ドリル」に改造することで、より制御された方法でこの効果を再現した。研究チームは、ガラス、純粋なシリコン、銅、炭素、水、さまざまな塩など、さまざまな材料にこの装置を向け、これらの材料の多くが非常に高い温度に加熱されると、クラゲのような光るプラズマの雲が噴出し、金属容器内で浮遊して跳ね回り、約10ミリ秒持続することを観察した。さらに研究を進めると、これらのプラズマボールは直径約50ナノメートルの小さな蒸発粒子で構成されていることが判明しました。

© ジョー・トミセン

これらの発見は、2000年に英国の化学工学教授ジョン・アブラハムソンが初めて提唱した「土塊仮説」[1]を裏付けるものと思われる。理論上は、球雷はシリコン元素を含む土壌に通常の雷が落ちることで発生すると考えられています。雷の強烈な熱により土壌中のケイ素が蒸発し、空気中に放出されます。炭素が存在する場合（例えば有機物由来）、炭素は空気中の酸素と優先的に反応し、純粋なシリコン蒸気の塊を残します。その後、酸素はシリコンと再結合して急速に酸化し、発熱反応を起こして数秒間燃える白熱したプラズマの球を形成します。この理論は、ブラジルのペルナンブコ連邦大学のアントニオ・パヴァオとジェルソン・パイヴァが2007年に実施した実験によって裏付けられている。彼らは純粋なシリコンウェハーを強力な電気アークで加熱し、数秒間持続するプラズマボールを生成した。しかし、いくつかの実験では、球雷の形成には他の要素も関与している可能性があることが示唆されています。 2006年、ベルリンのマックス・プランク研究所のプラズマ物理学者ゲルト・フスマン氏が率いる研究チームは、水の入った容器の底で高電圧放電を引き起こし、水から浮かび上がる「プラズマ球」と呼ばれる光る球体を作り出した。この球体は約300ミリ秒持続した。これは、このようなプラズマの予想寿命のほぼ100倍にあたる。さらに、これらのプラズマボールは比較的低温であり、その進路にある紙一枚さえも燃やしませんでした。球状雷は水域の近くで発生することが多いため、この結果は興味深いものです。実際、ミハイル・ドミトリエフの1965年の遭遇はオネガ川のほとりで起こった。球状の稲妻が実際にプラズマであるならば、何がそれを球状に結合させるのでしょうか?結局のところ、核融合炉などのプラズマ物理学の実験では、プラズマを制御するために外部で生成された磁場を使用する必要があります。その答えは、磁気スキルミオンと呼ばれる特異な物理的実体にあるのかもしれない。これは、安定した自己完結的で自己強化的な波束またはソリトンを形成する複数の磁気渦の集合体である。この磁気渦の組み合わせにより、理論的には、外部電源を必要とせずにプラズマを数分間自己完結させることが可能になる。 1970年代に初めて理論化され、1990年代に球電の説明として提案されたが、アマースト大学とアールト大学の物理学者チームが、原子を絶対零度近くまで冷却すると形成される異様な物質形態であるボーズ・アインシュタイン凝縮体を使用して、実験室でスキルミオンを作成することに成功したのは2018年になってからだった。スキルミオンが球雷の長寿命の鍵であるかどうかを確認するにはまだ多くの研究が必要ですが、この発見は球雷の研究の前進を指し示し、球雷は安定した磁気渦である可能性があるというロバート・ゴルカの推測が真実に非常に近いことを示しています。現在の球電モデルのほとんどはプラズマに基づいていますが、より珍しい理論もいくつかあります。例えば、ロシア科学アカデミーのウラジミール・トルチギンは、球状の稲妻は実際にはシャボン玉のような薄い泡の中に閉じ込められた多数の光子で構成されており、閉じ込められた光はシャボン玉自体に屈折して逃げるのを防いでいるという仮説を立てた。一方、ウクライナの研究者オレグ・メシュチレヤコフ氏はナノバッテリー仮説を提唱し、球雷内部のナノ粒子が化学電池のように機能し、球雷を長時間維持できる連続的な電流放電を生み出すと主張した。球状の稲妻が固体、さらには導電性の金属板をも貫通する不思議な能力を持つ理由については、球状の稲妻が小さな穴をあけて押しつぶす、あるいはプラズマがニュートリノの爆発を引き起こす、と示唆する説もある。ニュートリノは、ほとんどあらゆる物質を通り抜けることができる、不活性な粒子として悪名高い。しかし、球電の性質に関するおそらく最も過激な理論は、オーストリアのインスブルックにあるイオン応用物理学研究所の J. ピアと A. ケンドルによるもので、2010 年に彼らは、球電は実際には存在しないという大胆な仮説を提唱しました。 2人は、雷雨の際によく見られる光の球は、実は近くの雷によって発生した電磁パルスによって引き起こされる目の錯覚ではないかという仮説を立てた。この仮説を裏付けるために、ピール氏とケンドール氏は経頭蓋磁気刺激法（TMS）の技術を指摘しています。 TMS は、高濃度の磁場を通じて脳のさまざまな領域を非侵襲的に刺激するため、うつ病やてんかんなどのさまざまな症状に対する神経学的研究や実験的治療で広く使用されています。 TMS は、刺激される脳の領域に応じて、磁気リン光として知られる動く光点や「光の球」など、さまざまな幻覚を引き起こす可能性があります。ピール氏とケンドール氏は、100メートル未満の距離であれば、雷はTMSと同じように脳の視覚野を刺激するのに十分な強さの電磁場を生成できることを実証した。つまり、「球状の稲妻」は実際には磁場によって引き起こされる錯覚である可能性があるということだ。この理論は興味深いものですが、煙や硫黄臭、場合によってはそれが残す広範囲にわたる破壊など、球電の物理的影響を説明することはできません。したがって、この仮説は球電の目撃のごく一部しか説明できません。これらの理論はすべて、あくまでも推測の域を出ません。

西北師範大学の研究チームが観測した球雷。 © インゲ

幸運なことに、2012年に中国蘭州にある西北師範大学のチームがまさにそれを実現しました。研究チームは中国北西部の青海高原に分光計を設置し、一般的な雷を記録した。 7月下旬の雷雨の際、機器から約900メートル離れた場所で落雷が発生し、球電光が発生し、研究チームはこの珍しい現象の高速画像とスペクトルデータを撮影することができました。分光分析により、地元の土壌に豊富に含まれる元素であるケイ素、鉄、カルシウムの濃度が高いことが明らかになった。これらの発見は、球雷は落雷後に蒸発してイオン化した土壌ナノ粒子で構成されているという、いわゆる「泥仮説」の強力な証拠となる。[2]

しかしながら、まだ多くの研究を行う必要があります。球電光という神秘的な現象は、今日に至るまで、多くの秘密を頑なに守っています。これらの秘密が解明されれば、千年にわたるこの科学的謎に終止符が打たれるだけでなく、クリーンかつ持続可能な核融合エネルギーを実現するための鍵が明らかになるかもしれない。その時までに、物理学者たちは本当に安心するだろう。

参考文献:

[1]www.nature.com/articles/35000525[2]journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.035001

ジル・メシエ

天ぷら

校正/ウサギの軽い足音

原文/www.todayifoundout.com/index.php/2024/09/what-on-earth-is-ball-lightning/

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