Odpaluje blesky kosmické záření?  
Mohou za výboje blesků při bouřce vysokoenergetické částice kosmického záření? Anebo dostačuje poněkud přízemní tření částic ledu v mracích. Jasno stále není, ale debata běží naplno.

 

 

Zvětšit obrázek
Tření ledu nebo kosmické záření? Kredit: NOAA Photo Library, NOAA Central Library; OAR/ERL/National Severe Storms Laboratory (NSSL).


 

Zvětšit obrázek
Alex Gurevič. Kredit: Uspekhi Fizicheskikh Nauk.

V antickém Řecku to měli s blesky jednoduché. Metal je nejvyšší bůh Zeus, a to nejen z titulu své funkce, ale i proto, že s nimi měl rozsáhlé zkušenosti. Původně byl totiž nevýznamným indoevropským bohem jasné oblohy a brzy splynul s několika dalšími božstvy do vládce počasí. Zeus tedy s blesky zacházel mnohem dřív, než vstoupil na Olymp jako nejvyšší z bohů řecké mytologie.

 

Naše moderní civilizace je na tom o poznání hůře. Jasně, víme, že blesk je přírodní elektrostatický výboj, i že hrom je vlastně rázová vlna, kterou vyvolá tak prudké ohřátí vzduchu bleskem, že se z něj stane plazma. Víme také, že blesky vznikají nejčastěji během bouřky a že se podobné jevy výboje mohou objevit i v mracích popela při sopečných erupcích, při písečných bouřích, lesních požárech anebo také během zemětřesení či explozi termonukleární zbraně. Kupodivu ale stále přesně nevíme, co jednotlivé blesky odpálí.

 

V roce 1992 nabídl jedno pozoruhodné vysvětlení fyzik Alexandr Gurevič z moskevského Lebeděvova institutu  fyziky. Podle něj mají prst na spoušti blesku vysokoenergetické částice kosmického záření. Když vlétnou do bouřkového mraku, tak v něm ionizují vzduch a vytvoří místo s velkým množstvím nezaměstnaných elektronů.

 

Zvětšit obrázek
Blesk zasáhl zemi. Kredit: NOAA, Wikimedia Commons.

Elektrické pole bouřkových mraků pak tyto elektrony nadopuje spoustou energie a urychlí je téměř na rychlost světla. Takto rozdováděné elektrony se podle Gureviče srážejí s atomy vzduchu a vytvářejí tím lavinu volných elektrony, plus rentgenové a gama záření. V místě zásahu částice kosmického záření nakonec vznikne chaos částic s vysokou energií, což Gurevič považuje za ideální předehru k odpalu blesku.

 

Zvětšit obrázek
Tři poslední cykly slunečních skvrn. Kredit: Robert A. Rohde, Wikimedia Commons.

Gurevičova hypotéza už tehdy vzbudila pořádný rozruch. Některým odborníkům se líbila, jiným ne, ale všichni se shodli na tom, že Gurevič původně nepředložil žádný pořádný důkaz pro své představy, například rádiové vlny vyvolané rejem elektronů po zásahu částice kosmického záření, které by bylo možné spojit s odpalováním blesků. Teď se ale po dvaceti letech hnuly ledy. Gurevič a spolu s ním Anatolij Karaštin z Radiofyzikálního výzkumného institutu v Nižném Novgorodu analyzovali data o 3 800 blescích, které zasáhly zemi v Rusku a v Kazachstánu. Přitom pomocí rádiového interferometru měřili rádiové vlny a zjišťovali směr, odkud přicházejí.

 

Gurevič a Karaštin nakonec zjistili, že v bouřkových mracích vznikají těsně před odpálením blesků tisíce krátkých a intenzivních rádiových pulzů. Jejich vlastnosti podle autorů pěkně potvrzují model odpalu blesku kosmickým zářením. Ale podle toho, co o kosmickém záření víme, v něm přilétá příliš málo dostatečně energetických částic na to, aby mohly vyvolat všechny rádiové pulzy, které Gurevič s Karaštinem pozorovali. Badatelé vysvětlují, že se na vytváření množství rádiových vln mohou podílet i hydrometeory, čili kapičky vody a zrnka ledu v bouřkových mracích.

 

Zvětšit obrázek
Čerenkovův teleskop MAGIC, La Palma. Kredit: R. Wagner, Wikimedia Commons.

Ne každý se ale nechal daty Gureviče a Karaština přesvědčit. Odborník na blesky Clive Saunders z Univerzity v Manchesteru postrádá důkaz o souvislosti mezi aktivitou blesků a intenzitou dopadajícího kosmického záření. Kosmické záření například podléhá jedenáctiletému cyklu slunečních skvrn a na aktivitě blesků by to podle Saunderse mělo být znát. Saunders a většina ostatních vědců se kloní spíše k představě, že pro odpálení blesků při bouřce zcela postačuje vzájemné tření krystalků ledu v bouřkovém mraku. Už tohle samo o sobě prý může ionizovat vzduch natolik, že se Zeus neudrží a mrští dalším bleskem. Nicméně, Gurevičova hypotéza s kosmickým zářením je stále ve hře. Podle Josepha Dwyera z Floridského technologického institutu by mohlo rozhodnout použití vhodného Čerenkovova teleskopu, který zachytí vysokoenergetické částice kosmického záření. Když se pak dají dohromady data o kosmickém záření, rádiových vlnách v bouřkových mracích a o blescích, mělo by být jasno.

 

 


Literatura

ScienceNOW 3.5. 2013, Physical Review Letters 110: 185005, Wikipedia (Zeus, Lightning).


 

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 09.05.2013 07:25
Tisk článku

Blesk a přepětí - Jiří Burant
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 296 Kč
cena: 296 Kč
Blesk a přepětí
Jiří Burant
Související články:

Jaká je předpověď blesků na exoplanetách?     Autor: Stanislav Mihulka (05.07.2016)
V srdci Mléčné dráhy máme tajuplný vesmírný urychlovač Pevatron     Autor: Stanislav Mihulka (19.03.2016)
Muži stopující blesky     Autor: Tomáš Psika (10.03.2016)
Rekordně podrobné pozorování rychlého rádiového záblesku     Autor: Stanislav Mihulka (04.12.2015)
Největší struktura ve vesmíru o délce 5 miliard světelných let     Autor: Stanislav Mihulka (05.08.2015)



Diskuze:

Jergy jergy2,2013-05-11 08:41:25

no neviem si predstavit prenos energie po razovej vlne v akejsi zlozitej mriezke tvaru retazoveho blesku. uz preto je to nezmysel. naviac, elektricke vyboje funguju i opacnym smerom. teda hore od mraku. vola sa to tusim sprite.

Odpovědět

Další humorná teorie

Ondřej Dvořák,2013-05-09 22:47:51

Na elektřinu jako takovou má další humornou teorii. Totiž vysvětluju ji nikoliv jako tok elektronů, nýbrž jako prostý tok rázové síly v newtonově houpačce. Frekvenci a síle rázů. Vím, že to zní divně, ovšem pro mě je to vysvětlení mnohem jednodušší a zatím mi ho ještě nikdo nevyvrátil. Když jsem koukal na krystalickou mřížku wolframu, tak sem si říkal, no tohle poskládat za sebe a bušit do toho kladivem, tak to takhle po všech stranách pulzuje, až to bude muset svítit.

S bleskama je to podobný, prostě jak se ten obrovský vzdušný kulečník pokope, tak se tam nashromáždí tolik rázové síly, že se to musí někudy někam odvést, a to je právě dolů k ještě hustčímu prostředí, tedy do země. Směrem od nás, jak to řídne je to prakticky o ničem, to je jako kdyby v Newtonově houpačce někdo otrhal ty kuličky jako jablka ze stromu. Vakuum je tuším nevodivé, nebo ne?

V tomhle bych sázel na klasickou srážku mraků a ne na záření, to tam bude hrát roli, ovšem jen podružnou, hlavní sílu generuje interakce hmoty a nikoliv záření s hmotou.

Odpovědět


Vyvrátit?

Jiří Havel,2013-05-11 11:12:21

Vaše humorná teorie má jednu vadu. Je popsaná tak volně, že vyvrátit snad ani nejde. Ale stejně to zkusím.
První věc, kterou tahle kuličková teorie nevysvětluje je magnetické pole okolo vodiče. Dále je tu průraz vakua, kdy při dost velkém napětí proskočí blesk i vakuem.

Pokud byste do wolframu dokázal bušit kladivem dost dlouho a silně, tak opravdu svítit začne. :) Vlákno žárovky nesvítí primárně proto, že jím prochází proud, ale protože je žhavé. Proud je tam jen od toho, aby ho rozžhavil.

Odpovědět


Jakub Rint,2013-05-12 00:01:43

Vaše teorie naprosto ignoruje pár staletí objevů a důkazů.

Odpovědět

Stará pověsti o ohni z nebe a spršky ze supernov..

Jaroslav Mrázek,2013-05-09 09:06:16

Asi bychom se měli věnovat údržbě bleskosvodů, aby- až přijde další sprška záření - nám naši civilizaci a elektroniku nezlikvidovaly superbouře...?

Odpovědět

Saunders

Roman Rodak,2013-05-09 09:00:02

Ten pán Saunders sa mi nezdá. Prečo ho trápia tak malé rozdiely spôsobené slnečným cyklom, ale netrápia ho rozdiely medzi dennou a nočnou stranou zeme? Každopádne asi je to aj tak jedno, predsa slnko neprodukuje tak extrémne silné kozmické žiarenie (v zmysle energie jednotlivých častíc) ako prichádza z medzihviezdneho priestoru.

Odpovědět


Jan Valečka,2013-05-09 13:26:33

A nejde spíš o to, že aktivita slunce ovlivňuje zemskou magnetosféru a ta pak různě efektivně odstiňuje kosmické záření?

Odpovědět


...

Jergy jergy2,2013-05-11 08:52:19

jano valecka to napisal presne. nejde o rozdiely medzi dnom a nocou, ale o vacsi vplyv slnecnej magnetosfery, ktora "vytlaca" castice kozmickeho ziarenia dalej od zeme. ale sam si hromadenie statickej energie v mrakoch vysvetlujem inak. cumulonimbus je totiz jediny oblak najvyssiej vertikalnej rozlohy. je samozrejme tvoreny vodnou parou a aj dajme tomu krystalikmi ladu. avsak zaroven je vodivostne priatelnejsi ako jeho vzduchove okolie. a kedze zem so vsetkymi jej sferami si mozno predstavit zjednodusene ako sustredne ekvipotencionalne plochy, a zemska skladba kovoveho jadra a jeho plasta pripomina dynamo, potom je blesk dosledkom rozdielov potencialov elektrostatickeho naboja v roznych vyskach. to by vysvetlovalo aj blesky pri sopecnych erupciach, lesnych poziaroch a podobne. a spustacom by teda bol pomer velkosti naboja k odporu vzduchu ako izolantu. overit by sa to dalo nejakym vertikalnym vodicom. konieckoncov aj pri opravach velkych vysielacov sa musi antena mimo prevadzku uzemnovat, pre jej mozne akumulacie prudu z eteru.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni