球形閃電是未解的自然之謎。看起來有很多候選理論，雖說學術界數十年興趣未減，但並沒有哪種理論成為明顯的贏家。

其中一個奇怪的猜想是，那些發光的球只是被困在稀薄空氣泡泡內的光。現在有篇論文為該理論添加了新的技術細節，計算出了光泡可能具有怎樣的物理引數。

幾個世紀以來，人們曾經記錄到，有葡萄柚大小的光球在地面以上的一小段距離內緩慢移動——它們通常出現在閃電風暴中，持續約10秒左右，然後無聲地消失。

偶爾會帶有一兩個附加效果。據說有些光球可以穿過關著的窗戶。其他還可能會爆炸，或者甚至在消失的時候留下硫磺的惡臭。

十多年前，俄羅斯科學院的Vladimir Torchigin得出的結論，我們稱之為球狀閃電的大氣現象根本不是閃電，而是光子在他們自己製造的氣泡內反覆彈射。

然而，無論球形閃電到底是什麼東西，它的歷史都很肯定長過人類最初的目擊者報告。將神話與事實區分開來並不容易。今天，研究人員謹慎樂觀地認為，大量目擊報告可能存在一些問題。

在20世紀70年代，球形閃電研究員Stanley Singer認為，任何成功的模型都必須考慮到三個基本特徵：球形閃電的持續時間、在空中懸浮的狀態和突然消失。

幾年前，據稱中國的研究人員記錄到了一起球形閃電事件，且閃電擊中地面後，為研究人員提供了電磁波譜的資料。

坎特伯雷大學工程師John Abrahamson提出了自己的理論，他說這種空氣泡可能是汽化的地面物質被空氣衝擊波推升的結果。

其他人則認為可以想象一下離子云相互排斥的電荷聚集在絕緣體（如玻璃板）上，這一模型可以為解釋其存在時間，以及漂移和“彈跳”運動的理論提供基礎。

Torchigin的想法非常簡單，因為它也是推測性的。球形閃電與帶電離子無關，與我們大氣層內明亮閃光所產生的強烈光子陣雨有關。

由於任何粒子都吸收併發射電磁輻射，因此存在被稱為亞伯拉罕—洛倫茲力的反衝現象。理論上講，雷電發出的光線會使空氣粒子吸收和發出電磁輻射時振動。

在大多數情況下，這種力量並不是那麼令人印象深刻，甚至Torchigin也承認，“對於通常的光強度，這些力非常微小，且可以被正確地忽略”。

但雷電引發的極端閃光並不是通常的光子。更重要的是，在適當的條件下，這類光學力量可能會被放大。

根據Torchigin的說法，“正確的條件”包括出現一層薄薄的空氣膜，將光線折射回自身。

薄薄的空氣——與泡沫薄膜不同——可以有效地將光線聚焦，增強光線足以將空氣粒子推入邊界併產生長壽命的氣泡，同時將光子聚焦幾秒鐘。

並非所有球狀閃電“胚胎”都能成功現世，大多數因缺少光線或足夠封閉的外殼而立即化為泡影。但那些成功者看起來極為壯觀。

多年來，Vladimir和他的同事Alexander Torchigin用數十篇論文來完善這一思想。

Vladimir最近把猜想與物理模型相結合，以確定產生合適折射率所需的光密度和氣壓。它可能還無法解釋球形閃電某些暴烈的結局，或像中國科學家記錄到的光譜，或甚至是含硫的氣味。

但它確實提供了可透過實驗測量的物理量，透過設計實驗可以排除他們的假設，或者給予支援。

在我們就這些怪異的、發光球體背後的機制達成共識之前，俄羅斯人的理論仍是有趣的競爭者之一。

該研究發表在Optik上。

本文譯自

sciencealert

，由譯者

majer

基於創作共用協議（BY-NC）釋出。