O kulovém blesku se ještě minulý rok mluvilo jako o neobjasněné záhadě a někteří skeptici jej dokonce považovali za optický klam. Narozdíl od běžného blesku se totiž nikdy nepodařilo vyvolat ho v laboratoři. Nebo snad ano?
Kulový blesk, záhadná nevypočitatelně se pohybující světelná koule o velikosti několika desítek centimetrů v průměru, se občas vyskytuje při bouřkách. O jeho vzniku i přesném chování se vedly dlouhé akademické spory, na toto téma bylo dokonce vypracováno i několik seriózních hypotéz, nicméně žádnou z nich se nikdy nepodařilo potvrdit. Až letos v létě vědci z Ústavu pro výzkum plazmy a fyziky Maxe Plancka a Humboldtovy univerzity v Berlíně dokázali vytvořit oblak svítící plazmy, který svými vlastnostmi do značné míry připomínal kulový blesk.
Lovci blesků
Přestože blesky zajímaly člověka odpradávna, vědecky se studiem atmosférických elektrických jevů začal zabývat až v 18. století. V roce 1752 Američan Benjamin Franklin, za pomoci hedvábného draka, zachytil blesk a dokázal tak, že se jedná o elektrický výboj. Jeho objev mimo jiné vedl ke snahám zkonstruovat zařízení, které by chránilo budovy před ničivými účinky projevů bouře.
V roce 1754 poznatků z podobných pokusů využil český vynálezce Prokop Diviš k sestrojení prvního uzemněného bleskosvodu na světě. Vztyčil jej v obci Přímětice u Znojma. Měl podobu 42 m vysoké nosné tyče (výška pražského Nuselského mostu), na které bylo umístěno celkem 400 kovových hrotů. Ukotvena byla třemi řetězy, které vedly do tlumících kuželů v zemi. Zařízení mělo „vysávat elektřinu z mračen“, a tím zabraňovat vzniku bouří. V roce 1760 však Diviš o svůj vynález přišel, když si jej vesničané vyhlédli jako příčinu dlouhodobého sucha. Nový bleskosvod o rok později umístil na obecní kostel.
Smrt vědce
Úspěch Benjamina Franklina však neinspiroval k podobným pokusům pouze slavného Čecha, ale vědce po celém světě. Jednomu z nich, petrohradskému profesorovi G. W. Richmannovi se touha po poznání elektrických jevů krutě nevyplatila.
Roku 1753, při pokusu zachytit pomocí papírového draka běžný blesk, se mu omylem podařilo vyrobit kulový blesk. Naneštěstí si to nezvaný host namířil přímo doprostřed profesorova čela a vědce na místě usmrtil. Kromě zarudlé skvrny v místě kontaktu s tělem po sobě zanechal ještě stopy v podobě sežehnutých částí oděvu, zdevastovaného interiéru laboratoře a vystrašeného asistenta, který mohl celou tragédii popsat odborníkům na Moskevské univerzitě.
Záhada na čtvrt tisíciletí
Nikomu dalšímu se však již výsledek v podobě přítomnosti kulového blesku v laboratoři zopakovat nepodařilo. Možná také proto, že se vědci obávali, že by úspěch mohl být v tomto případě posledním, co ve svém životě uvidí. Záhadný fenomén však nadále vzbuzoval u fyziků značnou zvědavost, a tak není divu, že za 250 let zkoumání vzniklo hned několik hypotéz.
Stejně jako v případě běžného blesku, který byl až do pokusů Benjamina Franklina mimo jiné považován za ohnivý výboj, zapříčiněný akumulací hořlavých sirných a sodných výparů v oblačnosti, mohly být stejnou měrou úplně zcestné jako pravdivé.
Vědci například předpokládali, že úderem klasického blesku do půdy bohaté na křemičité horniny může dojít k odpaření atomárního křemíku, který utvoří jakýsi oblak. Pohromadě jej udržují elektrostatické síly a v důsledku ochlazování a kondenzace par vznikne aerosol (mlhovina) částic o velikosti do jednoho nanometru (miliardtina metru). Ty pak reagují se vzdušným kyslíkem za vzniku značného množství tepla, které je příčinou světla a pohybu útvaru.
Kuriózní hypotéza
Velmi zajímavá hypotéza, kterou podporuje i několik pozorování deformace prostoru při setkání s kulovým bleskem, spatřuje příčinu v místní deformaci časoprostoru. Vzhledem k tomu, že takový jev současná fyzika považuje za možný pouze za určitých extrémních podmínek (rychlost blízká rychlosti světla, ohromná koncentrace hmot např. v okolí černých děr), se však o ní neuvažuje jako o vážné možnosti.
Z těch kurióznějších variant si zaslouží pozornost vcelku úsměvná hypotéza, že se jedná o ptáky, kterým v důsledku ulpění různých luminiscenčních látek na peří světélkuje povrch těla. Je pravda, že poblázněný lelek nebo sova, které autor domněnky považuje za nejvážnější kandidáty na kulový blesk, dokáže na vybavení bytu zanechat nepřehlédnutelné stopy, přesto je podstata někde jinde.
Po stopách plazmy
Jako nejpravděpodobnější možnost vzniku kulového blesku se odborníkům jeví plazmatická hypotéza, která uvažuje o ohraničeném prostoru, ve kterém jsou příhodné podmínky pro udržení hmoty ve stavu relativně stabilní plazmy (skupenství, ve kterém neexistují celé atomy, ale volné elektrony a atomová jádra).
Nicméně ani této hypotéze se nevyhýbají pochybnosti. K udržení hmoty ve formě plazmy jsou zapotřebí velmi vysoké teploty (nad 1000 oC), proto je do systému zapotřebí neustále dodávat značné množství energie.
Ze stejných předpokladů vycházeli i izraelští vědci, kterým se na počátku letošního roku podařilo vytvořit kuličky plazmy za pomoci mikrovlnného záření, jímž různé materiály přeměňovali na plyn. Ty však měly jen 4 cm v průměru a dokázaly existovat jen několik milisekund. Přestože i takto drobné útvary dokázaly bez problémů rozbít sklo, odborníci jsou k jejich příbuznosti s kulovým bleskem spíše skeptičtí.
Papír nezačal hořet!
Letos v létě se však německým fyzikům podařil mnohem lepší kousek. Jejich plazmová koule byla velká 20 cm v průměru, vydržela více než půl sekundy a hlavně vznikla za podmínek, kterých lze dosáhnout za každé bouřky. Za pomoci 5000V elektrického napětí odpařili ionizovanou vodu ve skleněné nádrži. Výboj o síle 60 ampér (200 x silnější, než jaký dokáže zabít člověka) způsobil překotné opařování vody a měl za následek vznik koule plazmy, která obsahovala i kyslíkové a vodíkové ionty.
Plazma přetrvala ještě 0,5 sekundy po ukončení výboje, což představuje stonásobně delší dobu, než po jakou fyzikové běžně dokáží toto „čtvrté skupenství hmoty“ udržet bez kontinuálního dodávání energie, například při jaderné fúzi.
I přes jasnou záři se zdálo, že teplota koule není nijak vysoká. Např. přiložený papír dokázala nadzdvihnout, ale nezapálila jej.
V současnosti probíhají testy spektra světla a v plánu jsou další pokusy, kterými si fyzikové chtějí ověřit, jestli má vyšší napětí vliv na velikost výsledného útvaru. Od dalšího výzkumu si vědci slibují nejen potvrzení plazmové hypotézy vzniku kulového blesku, ale i výrazné zefektivnění výroby energie jadernou fúzí, při které by se využívaly právě velké plazmové útvary vytvořené z vody.
Eliášův oheň
Elektrické napětí v bouřkových mračnech se může na jedné straně vybít za patřičného rámusu jako blesk, na straně druhé způsobit mnohem méně nápadnější, ale o to zajímavější úkaz zvaný Eliášův oheň. Elektrický náboj se v tomto případě odvádí postupně do špiček stromů, keřů, lodních stožárů, hrotů strmých střech (např. na věžích) nebo skal.
Takové „vysávání“ může probíhat bez jakýchkoli viditelných příznaků, může jej však doprovázet i jiskření a tiché praskání. Očití svědci jej pak vnímají jako světélkování na obrysech předmětů, někdy k němu může docházet i na konečcích prstů. Jeho barva se pohybuje od namodralé až po jasně žlutou.
