Южноуральский астрофизик выдвигает гипотезу о музыкальных "способностях" Челябинского болида

Опрашивая очевидцев событий, связанных с прошлогодним падением метеорита «Челябинск», уральский ученый-астрофизик выяснил, что еще до вспышки болида некоторые люди услышали оттуда — с неба — необычные звуки: шипение или гудение. В результате он предложил свою гипотезу…

 Ракеты так быстро не летают

 Сергей Замоздра — астрофизик. Это он ровно год назад одним из первых среди челябинских ученых уверенно констатировал: объект, взорвавшийся над Челябинском, имеет космическое происхождение. Пришелец летел со скоростью более 10 километров в секунду. А самолеты и ракеты, как известно, в плотной атмосфере на такой скорости не летают — сгорят.

Тогда же ученый заявил, что болид взорвался на высоте около 50 километров, объясняя это тем, что ударные волны пришли примерно через пару минут после вспышки. А звуку, чтобы преодолеть один километр, требуется лишь три секунды. И вот, кстати, насчет звука…

Болид, но не гоночный

Сергей Замоздра — кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики Челябинского госуниверситета. Научное направление — численное моделирование коллапса молекулярных облаков с учетом МГД турбулентности. Согласен, звучит мудрено. Однако в последний год он страшно увлекся гипотезой, названной, впрочем, не менее мудрено: «Генерация звука амплитудно-модулированным радиоволновым излучением болида через заряженные аэрозоли».

Речь, как нетрудно догадаться, идет о звуках, которые были слышны во время падения метеорита «Челябинск».

Не правда ли? Словно название вальса — под звуки челябинского болида…

Итак, вернемся к событию, произошедшему год назад. 15 февраля 2013 года в 9 часов 20 минут по местному времени в Челябинской области и соседних регионах наблюдался чрезвычайно яркий болид — свечение воздуха вокруг падающего небесного тела. Болид создал мощные звуковые волны в воздухе, сейсмические волны и долгоживущий пылевой след в атмосфере. Метеоритный дождь (точнее — град), порожденный в результате дробления небесного тела в атмосфере, выпал на территории нескольких муниципальных районов Челябинской области, поэтому вся совокупность упавших фрагментов была названа метеорит «Челябинск».

Подобно кунашакскому болиду, челябинский болид оказался электрофонным, то есть сопровождался звуками во время полета. В ходе своих исследований ученый опросил тех, кто слышал такие звуки.

 Шипело как на сковородке

— Очевидцами прошлогоднего события стали многие южноуральцы, — рассказывает Сергей Замоздра. — Однако далеко не все услышали аномальные звуки, порожденные летящим (еще не взорвавшимся) космическим гостем.

Например, глава Еманжелинского муниципального района Евгений Светлов во время основной вспышки болида находился в своем офисе в Еманжелинске. По основному образованию он инженер-электрик. Поэтому и сообщил он достаточно квалифицированно о том, что услышанный им звук был похож на гудение электрического трансформатора.

Другим «ловцом звуков» стал Александр Полонский — водитель из администрации Еманжелинского муниципального района. По его словам, находясь на улице в Еманжелинске, он услышал звук, похожий на рокот реактивных самолетов-истребителей, и только затем уже заметил сам болид.

Еще одно любопытное свидетельство оставил программист из полиции Владимир Бычков, кстати, дипломированный физик. Находясь в сквере областной больницы во время яркой фазы эволюции болида, он услышал звук, похожий на шипение масла на горячей сковороде. Звук, по его словам, шел со стороны болида все время, пока тот перемещался по небу. В момент основной вспышки шипение прекратилось, но возник звук, похожий на хлопок при перегорании лампы дневного света. Владимир утверждает, что обладает чувствительным слухом: на спор с друзьями он правильно определял, идут ли наручные часы в соседней комнате…

Всем троим — от 39 до 45 лет. В момент наблюдения болида очевидцы были без очков, но рядом с ними были диэлектрические предметы: возле Евгения Светлова — столы и шкафы из ДСП, стекла, возле Александра Полонского и Владимира Бычкова — стекла автомобилей и деревья. Возможно, эти предметы сыграли свою роль в генерации странных звуков. Но есть и другие научно обоснованные предположения — гипотезы — о природе звучания болидов. Давайте познакомимся с ними.

           Бразильский карнавал

       — Вернемся к вашей гипотезе о генерации звука. Причем здесь заряженный аэрозоль?

        — Дело в том, что в воздухе всегда есть мельчайшие твердые частицы (пылинки, кристаллики льда) и жидкие частицы (капельки тумана). Многие из них электрически заряжены. Взвесь таких частиц и есть заряженный аэрозоль. И как раз эти самые заряженные частицы могут быть связующим агентом между радиоволнами и молекулами (атомами) воздуха. В неоднородной электромагнитной волне такие заряженные частицы дрейфуют против градиента квадрата напряженности электрического поля. Причем направление дрейфа не зависит от знака заряда. Поэтому заряженный аэрозоль должен дрейфовать как целое туда-сюда с той же частотой, с какой меняется амплитуда радиоволн. Эта частота может принадлежать слышимому диапазону.

          —  Другими словами?

       — Дрейф — это медленное движение, на фоне которого происходят быстрые движения. Вспомните, например, как на бразильском карнавале танцоры медленно движутся по улице (дрейфуют), совершая при этом довольно быстрые и зажигательные колебания в такт музыке. Дрейфуют они обычно в одном направлении. Но если бы они договорились дрейфовать туда, где громкость музыки меньше (странно, да?), и музыканты сговорились бы громко играть то впереди, то позади танцоров, то направление дрейфа стало бы постоянно меняться.

Заряженные частицы в воздухе дрейфуют подобно танцорам. Вместо ритма музыки у них частота радиоволн, а вместо громкости музыки — амплитуда радиоволн. Дрейфуя туда-сюда, заряженные частицы увлекают за собой молекулы и атомы воздуха — вызывают его колебания, то есть звук.

  Пришельцы — ежемесячно

         — Как часто вообще в атмосферу нашей планеты из космического пространства вторгаются метеороиды, то есть твердые небесные тела?

        — Это происходит регулярно. Но частота таких событий сильно зависит от размеров тела. Например, метеороиды размером с легковой автомобиль вторгаются в атмосферу Земли приблизительно 10--20 раз в год, то есть ежемесячно. Первое в этом году вторжение было 2 января: метеороид с номером 2014 АА, который был замечен астрономами в США за 22 часа до столкновения, сгорел над Атлантикой вблизи экватора. А метеороиды типа челябинского — размером с пятиэтажку — вторгаются гораздо реже — примерно раз в столетие.

          — Их скорость на самом деле гиперзвуковая?

        — Да. Диапазон скоростей метеороидов от 11 до 74 километров в секунду. А скорость звука в воздухе 310--330 метров в секунду, в зависимости от его температуры. Поэтому метеороид движется быстрее звука в десятки раз! Из-за этого воздух перед метеороидом не успевает разбежаться и сильно сжимается. Это самый главный эффект. При сильном сжатии воздух нагревается до десятков тысяч градусов и начинает излучать свет и даже ультрафиолет. Это свечение и называется болидом. Излучение это настолько мощное, что способно расплавить и испарить лицевую часть метеороида. А поскольку он обычно «вертит головой», то оказывается обожженным со всех сторон.

          — Чем отличаются болиды от метеоров?

— Смешиваясь с испарениями метеороида, плазма воздуха образует светящийся след — метеор. Метеоры, превосходящие по яркости Венеру, называются болидами. А наш челябинский болид относится к суперболидам, поскольку был ослепительно ярким. Многие люди, стоявшие вблизи траектории этого болида, даже отворачивались от его излучения — чисто инстинктивно. У нескольких человек были легкие солнечные ожоги. Поэтому специалисты заключили, что в момент основной вспышки наш болид был ярче солнца!

 Возможно, это череп потрескивает

        — И все-таки, почему самые яркие болиды сопровождаются аномальными звуками?

       — Аномальные звуки — это свист, шорох, шипение, гудение, треск, хлопки и т. д. Самые яркие болиды возникают при падении самых крупных метеороидов. Размер плазменной оболочки вокруг больших метеороидов достигает сотен метров, поэтому мощность электромагнитного излучения этой оболочки достаточна для генерации слышимого звука. Правда, не у всех очевидцев хватает тонкости слуха или внимания, чтобы воспринять и осознать эти звуки.

         — Есть ли закономерности звучания болидов? Или это всегда новая «симфония»?

     — Советский физик Виталий Бронштэн тоже отмечал различные закономерности звучания болидов. Например, звуки слышны одновременно с наблюдением болида, что невозможно объяснить их распространением от болида (десятки километров) до наблюдателя со скоростью звука за доли секунды. Кроме того, люди, стоящие рядом со свидетелем звучания болида, могут не слышать этого звучания, что указывает на индивидуальную чувствительность к эффекту. Перед вспышкой болида или во время нее характер звука резко меняется: например, треск или хлопок вместо шипения.

           Кемеровский астроном Вадим Казнев разделил звуки болидов на три группы по направленности: не имеющие направления на источник, то есть раздающиеся отовсюду, звуки, которые идут из сектора полета болида, а также звуки, исходящие от земли, зданий или окружающих предметов. Астроном объяснял эту градацию наличием нескольких механизмов возникновения и восприятия аномальных звуков.

           — И каковы эти механизмы?

          — Еще в 1939 году Найниджер предположил, что радиоволны от болида могут возбуждать звук в некоторых окружающих телах по принципу радиоприемника, за счет какого то неизвестного эффекта. В 1946 году Анызески обратил внимание, что, возможно, детектирование радиоволн происходит в голове самого наблюдателя, а точнее — в улитке внутреннего уха. В 1962 году Фрей предположил на основе экспериментов, что амплитудно-модулированное микроволновое излучение генерирует звук в улитке через переменный нагрев и термическое расширение тканей внутреннего уха. В 1991 году Казнев допустил, что электромагнитные волны слышимых частот могут возбуждать звук за счет эффекта электрострикции (деформации в электрическом поле) диэлектрических газов, жидкостей и твердых тел.

Одна из проблем в гипотезе Казнева — найти механизм генерации радиоволн звуковых частот. Они очень длинные — сотни и тысячи километров. Поэтому, возможно, такие волны возбуждаются всей верхней атмосферой Земли, когда ее «протыкает» метеороид.

Пока меня больше впечатляет гипотеза Фрея. Это же принцип микроволновки! Плюс известный эффект, когда при нагревании тело расширяется. Представляете, болид облучает вас радиоволнами, и череп потрескивает! Правда, меня смущает в этой гипотезе то, что в ней трудно объяснить эффект направленности звуков — он возникает при задержке ощущений между левым и правым ухом.

Можно заключить, что есть несколько интересных гипотез о природе звучания болидов, но ни одна из них еще не доказана полностью. А раз есть загадка, то и ученым не скучно.

         — Может, вам нужна помощь в разгадке? Например, среди наших читателей могут оказаться свидетели звучания челябинского болида.

         — Буду рад получить описания аномальных звуков во время полета челябинского болида. Присылайте письма на адрес газеты: up74.ru или на мой адрес: sezam@csu.ru.