閃電的起源一直是個謎(圖)



閃電的起源一直是個謎。(圖片來源:Pixabay)

據《自然》雜誌網站報導,一位美國物理學家建立的模型顯示,現有閃電理論中的電場不能大到足以產生雷電,有關產生閃電的傳統理論是錯誤的。

美國佛羅里達技術學院的Joseph Dwyer進行的計算表明,僅靠大氣中的電場是不能大到足以觸發閃電的。他說,「這就意味著(有關理論)得從頭做起。」

Dwyer主要從事空間高能顆粒的研究,然而當他兩年前搬到作為世界上最容易產生閃電的地區之一的佛羅里達中部以後,他激起了對與閃電相聯繫的巨大伽馬射線和X射線爆發的報導的興趣。

這些高能輻射一般只在空間的外層容易看見,而且當通過大氣層的時候速度就降低下來了。

大多數科學家相信,當大氣中一個巨大的電場建立起來之後,閃電就會產生。雖然沒有人見過這種電場,研究人員設想這僅僅是由於他們沒有看到足夠強的閃電。

當Dwyer把高能輻射產生的因素建立模型對雷電中電場的建立進行描述的時候,他震驚不已。他發現伽馬射線和X射線的釋放使電場擴散、阻止電場大到足以能產生閃電。

「這可能是一個重大的理論突破」,佛羅里達大學研究閃電的Martin Uman說,「它顯示了在小的體積中能夠形成多大劑量的X射線和伽馬射線。」

在雷暴中當上升氣流與下沉氣流推動水分子互相碰撞產生電子導致電場增長。這些電子最終會克服穿過空氣所產生的阻力並得以加速,一些電子的速度接近光速。

根據Dwyer的模型,這些高速電子與其它粒子相撞,在產生伽馬射線或X射線爆發使能量從電場中釋放之前,會擊落更多的電子從而降低電荷。Dwyer認為,「這確實是關於在電場中能存在多大的電壓的一個基本的界限。」目前,有關閃電的真正起源還是一個謎。


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