Φυσικός αλλάζει την ερμηνεία για την αιτία της αστραπής

Από σελίδα του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Φλώριδας, 6 Νοεμβρίου 2003

Ο φυσικός Joseph Dwyer, του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Φλώριδας, ξεκίνησε μια συζήτηση σχετικά με την αιτία της αστραπής. Κι αν είναι σωστός τότε όσα γνωρίζαμε για τις καταιγίδες και την αστραπή είναι πιθανώς λάθος γιατί οι εκλάμψεις ακτίνων-γ και ακτίνων-Χ μπορεί να σχετίζονται με την αστραπή.

Στην πιο πρόσφατη έκδοση του περιοδικού Geophysical Research Letters, ο βραβευμένος από το National Science Foundation CAREER φυσικός Joseph Dwyer, μετά από δύο έτη έρευνας πάνω στην αστραπή έβγαλε ένα καταπληκτικό συμπέρασμα: Οι συνθήκες που θεωρούσαμε εδώ και πολύ καιρό σαν απαραίτητες ώστε να παραχθούν οι αστραπές στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν στη φύση.

"Ολόκληρες γενεές, έχουμε πιστέψει ότι προκειμένου να παραχθεί μια εκκένωση και να γίνει μια αστραπή, τα ηλεκτρικά πεδία μέσα στις θύελλες πρέπει να είναι πολύ μεγάλα, παρόμοια με τα πεδία που σας προκαλούν σοκ όταν αγγίζετε ένα ηλεκτρισμένο αντικείμενο," λέει ο Dwyer.

Αλλά ο Dwyer εκτιμά ότι τα ηλεκτρικά φορτία που σχηματίζονται στα σύννεφα δεν μπορεί να είναι αρκετά μεγάλα ώστε να δημιουργηθούν εκκενώσεις, έτσι οι κεραυνοί παραμένουν ακόμα ένα μυστήριο, διατείνεται.

Είναι αλήθεια ότι οι φυσικοί πιστεύουν ότι οι κεραυνοί οφείλονται στη δημιουργία ισχυρών πεδίων στα σύννεφα. Και όταν η ένταση του πεδίου, ανάμεσα σε νέφη ή ανάμεσα στα νέφη και στο έδαφος, υπερβεί μια ορισμένη τιμή, τη διηλεκτρική αντοχή του αέρα, τότε παύει ο αέρας να είναι μονωτής και τα φορτία μετακινούνται μέσα σε αυτόν. Έτσι δημιουργείται η εκκένωση.

Το πρόβλημα είναι ότι οι επιστήμονες έχουν ψάξει στο εσωτερικό των καταιγίδων για πολλά χρόνια, ψάχνοντας αυτά τα μεγάλα ηλεκτρικά πεδία, μόνο που δεν τα εύρισκαν. Μερικοί ερευνητές πρότειναν ότι ίσως δεν έχουμε κοιτάξει αρκετά επίπονα. Ίσως τα μεγάλα ηλεκτρικά πεδία να είναι πραγματικά εκεί, αλλά δεν τα βλέπουμε. Τώρα, η νέα θεωρία του Dwyer δείχνει ότι αυτές οι αναζητήσεις ήταν πραγματικά μάταιες. Αυτά τα μεγάλα ηλεκτρικά πεδία απλά δεν υπάρχουν.

Κι αυτό γιατί υπολόγισε ότι τα ηλεκτρικά πεδία μειώνονται επειδή εκτονώνονται με την εκπομπή ακτινοβολίας-Χ και ακτίνων-γ.

Το φορτίο δημιουργείται αρχικά καθώς μόρια νερού στην ατμόσφαιρα συγκρούονται μεταξύ τους και χάνουν ηλεκτρόνια. Ορισμένα από τα ηλεκτρόνια αυτά επιταχύνονται σε υψηλές ταχύτητες, που συχνά προσεγγίζουν την ταχύτητα του φωτός. Τότε τα πολύ γρήγορα ηλεκτρόνια προσκρούουν σε άλλα σωματίδια και τους αφαιρούν ακόμα περισσότερα ηλεκτρόνια, έως ότου παραχθεί μια λάμψη ακτίνων Χ ή ακτινοβολίας γάμμα, που εκτονώνει την ενέργεια του ηλεκτρικού πεδίου.

"Αυτό που έχουμε ανακαλύψει είναι ένα νέο όριο στη φύση. Ακριβώς όπως ένας κάδος μπορεί να κρατήσει ορισμένη ποσότητα νερού, έτσι και η ατμόσφαιρα μπορεί να έχει μόνο ένα ορισμένο μέγεθος ηλεκτρικού πεδίου. Πέρα από αυτό το μέγεθος, το ηλεκτρικό πεδίο μειώνεται από τη γρήγορη δημιουργία ακτίνων-γ και μια μορφή αντιύλης, των ποζιτρονίων, "είπε.

Ενώ η έρευνα του Dwyer δείχνει ότι η αστραπή δεν παράγεται από τα μεγάλα και απαρατήρητα ηλεκτρικά πεδία μέσα στις θύελλες, ο μηχανισμός που τις προκαλεί παραμένει ένα μυστήριο.

"Αν και ο καθένας γνωρίζει την αστραπή, ακόμα δεν ξέρουμε αρκετά για το πώς λειτουργεί πραγματικά," λέει ο Dwyer. 

Και συνεχίζει, "Η ίδια διαδικασία που μειώνει την ένταση των ηλεκτρικών φορτίων ίσως προκαλεί τη συσσώρευση του φορτίου σε ορισμένες περιοχές για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα ώστε να προκύψουν εκκενώσεις".