新浪科技综合|疫情期间,闪电频率为何会降低?科学家用天文望远镜得到答案
文章图片
图1/3
大家都见过闪电 , 也都知道闪电来自于云层间的放电 。 然而对于闪电形成的细节 , 现有理论的解释依然不清晰 。 有科学家提出闪电需要在外太空宇宙线的帮助下才能形成 , 也有科学家认为闪电源自雷雨云内的冰晶簇 。 为了验证这些理论 , 一帮天文学家突发奇想 , 把他们原本用来观测遥远星系的射电望远镜对准了闪电 , 观察到了意外的现象……
编译|白德凡
审校|王昱
闪电是极为常见的气象现象 。 1752年 , 本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)把一个风筝放进了雷雨云中 。 他在风筝线上绑上一把钥匙 , 等风筝飞入闪电中 , 用指关节碰钥匙就会冒出电火花 。 这个著名的“风筝实验”验证了天上的闪电和地上的放电现象拥有共同的本质 , 都是正负电荷瞬间中和产生的 。
不过天上的云是怎么带上电荷的呢?教科书上给出的答案说 , 在雷雨云中 , 较轻的冰晶上升 , 较重的霰下降 , 二者相互摩擦导致冰晶带上正电而霰带上负电 。 于是正电荷在雷雨云的上部积累 , 负电荷在雷雨云的底部积累 , 产生了一个不断增强的电场 , 最终一个巨大的电火花击穿了云层 , 产生了闪电 。
文章图片
图2/3
这种闪电机制的解释看起来非常合理 , 却有一个重大的缺陷:按照这种方式产生的电场过于微弱 , 它至少还要增强10倍才可能产生电火花 。 这个缺陷让闪电成因的细节依然扑朔迷离 , 科学家不得不思考 , 是否有什么关键的机制被他们忽略了 。
新的闪电形成理论不断提出 , 为了验证这些假说 , 科学家需要观察雷雨云内部发生了什么 。 但这并不是件容易的事情 , 因为云是不透明的 , 科学家需要将气象气球和火箭送入雷雨云采集数据 。 然而这些物体的加入会人为地在云中产生电火花 , 进而干扰数据 。 2018年 , 荷兰低频阵列(LOFAR)射电望远镜的科学家突发奇想 , 把原本应该对准外太空遥远星系的望远镜对准了地球上的闪电 , 他们发现这个工具比气象气球和火箭好用得多 , 并得到了一些能确定闪电形成机制的关键线索 。
望远镜对准闪电
当雷暴滚过头顶时 , LOFAR几乎无法进行天文观测 。 因此 , 科学家调整了望远镜的天线 , 以探测从每次闪电中发出的数百万束射电脉冲 。 与可见光不同 , 频率更低的射电脉冲可以穿过厚厚的云层被望远镜接收 。
推荐阅读
- 齐鲁|齐鲁医学创新高峰论坛召开 专家共话前沿科技促医学进步
- 新浪科技|哈啰顺风车:三年完单总量3亿 认证车主数量达1800万
- 新浪科技|还在售卖!上万元买肯德基盲盒套餐,中消协呼吁抵制
- 新浪科技|美国百强雇主榜单:英伟达摘得桂冠,Meta下跌36名,Zoom吊车尾
- 新浪汽车|特斯拉回应ModelY起火:被旁边充电中的网约车引燃
- 快科技2018|三星Galaxy S22新配色曝光:新增樱花粉 2月8日见
- 识别|外卖界又一黑科技 饿了么计划2022年覆盖100000顶智能头盔
- 斯达|汉威科技:目前能斯达的电子皮肤已有小批量商用
- 快科技2018|美团公开新专利:指纹解锁共享单车 不用扫码了
- 疫情|西安高新科技职业学院学子以舞抗疫,“艺”心同行!