El misterio de las centellas (1313)
Chispas y relámpagos
(c) 1996 William J. Beaty
Mientras intentaba explicar las chispas y los relámpagos a algunos amigos, me di cuenta de que yo mismo no tenía una buena comprensión de ellos. Como de costumbre, mi falta de comprensión era un irritante atractivo, como un grano que uno no puede evitar pinchar. Y así, durante muchos meses, seguí notando conceptos que podrían aplicarse a las explicaciones de las chispas. Esto es lo que se me ocurrió.
Para comprender bien las chispas, debe conocer su comportamiento en detalle. Una forma de hacer esto sería magnificar una pequeña chispa, pero las chispas ocurren tan rápido que no se puede ver un comportamiento interesante, por lo que además de magnificarla, tendríamos que ralentizarla de alguna manera. Aquí hay una idea mejor: acelere usted mismo en su lugar. Imagínese que ha estado expuesto al agua de Tholosian de «Old Trek». Esta es la sustancia que te hace vivir muchas veces más rápido de lo normal. (¡Los expertos en trivia de ciencia ficción de programas de televisión también recordarán la aparición de una droga similar en The Wild Wild West!) Y luego, en lugar de magnificar una pequeña chispa, salgamos durante una tormenta y observemos el comportamiento de una gran chispa. Excepto por su tamaño, el extraño comportamiento de los rayos es muy similar al comportamiento de pequeñas chispas.
Entonces, estamos parados afuera en el mundo congelado por el tiempo de una tormenta furiosa vista desde nuestra aceleración perceptiva 1000X. Los árboles y arbustos que nos rodean se agitan congelados con el viento detenido, y algunas tejas rotas que vuelan desde el techo cercano cuelgan en el aire. Más arriba vemos una red enmarañada y ramificada de líneas púrpuras onduladas que brillan tenuemente y que parecen algo así como la raíz de un árbol. Y como una raíz, todas las puntas de las ramas se alargan. Pero esto no puede ser un rayo, es tenue y violeta, no azul-blanco brillante.
La punta de una rama está a unos treinta metros de donde estamos parados. Podemos ver que la línea ondulada no se mueve, solo crece en su punta. Toma un camino tortuoso y retorcido a medida que se alarga y, ocasionalmente, una nueva rama comienza a crecer desde el lado de la principal en un lugar donde hay una curva particularmente pronunciada. Entonces notamos algo más: todo en el suelo comienza a brillar. Trozos de fuego púrpura tenue están apareciendo en la parte superior de los arbustos, los bordes del techo de la casa cercana, las puntas de la antena de TV del techo, en los extremos de todas las ramas de los árboles e incluso en los pedazos voladores del techo. A medida que el dedo explorador del tenue relámpago púrpura desciende, el «fuego» púrpura de todos los objetos se vuelve cada vez más intenso. Si sostienes tu mano frente a ti,
Ahora, el tenue relámpago púrpura que viene de arriba está a unos diez metros de distancia, y el crecimiento descendente de su punta parece acelerarse. Entonces sucede algo realmente inquietante. ¡Una de las llamas púrpuras que salen de tus dedos ha comenzado a crecer repentinamente hacia arriba como una línea violeta ondulada estrecha! Bajas la mano, pero es demasiado tarde, la serpentina de color púrpura permanece adherida y crece rápidamente hacia arriba, ahora tiene dos pies de largo. Observa que esta serpentina púrpura de tu mano no es la única, ahora hay líneas púrpuras irregulares que crecen hacia arriba desde muchos lugares que antes tenían las pequeñas llamas de «Fuego de San Telmo». Hay una serpentina de diez pies que viene del árbol, otra del arbusto y un par del techo de la casa y la antena de televisión. Parece que se están moviendo hacia el rayo entrante. Incluso hay varias que vienen de las tejas arrastradas por el viento, pero algunas de estas se extienden hacia abajo hacia el suelo mientras que otras crecen hacia arriba. La de tu mano no está ganando, aparentemente tuvo un comienzo tardío, y las serpentinas que vienen del árbol y las tejas realmente se están disparando hacia arriba ahora por delante de todas las demás. Y la serpentina de las tejas que crece hacia abajo ha tocado el suelo y se está extendiendo en un pequeño disco de raicillas púrpuras en la superficie del suelo.
Finalmente, la serpentina que crece hacia arriba desde las tejas se acerca a la serpentina que viene de arriba. Las dos puntas de las ramas en crecimiento corren juntas y, justo antes de encontrarse, se dividen en varias ramas separadas que se conectan. Y AHORA de repente parece un rayo, porque toda la serpentina de las tejas está brillando cada vez más. El pequeño disco de filamentos púrpuras donde toca el suelo ahora tiene varios pies de ancho y parece raíces de árboles de un blanco azulado en llamas. Todo es demasiado brillante para mirarlo y se está volviendo aún más brillante. Y algo te está pasando. Le duelen los dedos, los músculos de su brazo se tensan solos y siente que se desmaya. A medida que pierde el conocimiento, nota que la serpentina corta y sin salida de su mano todavía sobresale hacia arriba en el aire,
¡¿Qué diablos fue todo eso ?! ¿Un rayo golpeó un objeto que colgaba en el aire? Bueno, más o menos, ya que las tejas de alguna manera lanzaron su propio rayo. ¿Y cómo es posible que un rayo provenga de objetos en el suelo y de tu mano? ¿Por qué quedó inconsciente a pesar de que no fue golpeado directamente por el rayo principal? ¿Y no se supone que los rayos viajan a la velocidad de la luz? La aceleración 1000 veces no es nada comparada con la velocidad de la luz, entonces, ¿por qué vimos los relámpagos como un montón de filamentos de crecimiento lento?
Hay algunos trucos mentales que puede utilizar para comprender algo de lo que sucedió anteriormente. Número uno: date cuenta de que los rayos no están hechos de electricidad. «El rayo es electricidad» es un concepto falso que se interpone en su forma de entender, y necesita deshacerse de él antes de que pueda averiguar qué está pasando. Los largos filamentos púrpuras que se extienden por el aire no son electricidad, en realidad están hechos de aire. Son nitrógeno y oxígeno que se han convertido en plasma. El plasma se parece vagamente al fuego, pero no necesariamente caliente. Cuando el aire se convierte en plasma, los electrones de los átomos de gas se desprenden de los átomos y pueden fluir a través del aire. El plasma es un conductor, por lo que no está mal pensar en los filamentos de plasma púrpura como si fueran cables hechos de aire conductor.
Otro truco mental: cuando tomas un objeto conductor, una barra de metal, por ejemplo, y lo sostienes en un campo eléctrico fuerte, «Fuego de San Telmo» como una llama brota de los extremos de la barra. El «fuego» es plasma de nitrógeno/oxígeno. Y el plasma en sí ES un objeto conductor. Entonces, si un campo eléctrico es lo suficientemente fuerte, y si una pequeña cantidad de aire se convierte de alguna manera en plasma, es como si su varilla conductora hubiera crecido pequeñas piezas conductoras en sus extremos. Y a continuación, las partes «afiladas» de los globos de plasma producirán trozos extra de plasma. Y así, su varilla de metal ha comenzado a «alargarse» a través de dedos de plasma de aire. El aire puede «prenderse en fuego» con un estallido de plasma que crece y crece, con más aire convirtiéndose en plasma a medida que las barras de plasma producen más plasma en sus puntas.
El plasma toma una forma particular: varillas largas y retorcidas. Esto ocurre porque el «Fuego de San Elmo» siempre comienza en la parte más afilada de un objeto, y la parte más afilada de una varilla es el extremo de la varilla. Y así, una barra de plasma preexistente producirá más plasma en sus puntas y se alargará. Este conductor de plasma autoformado es vagamente como una antena de metal motorizada en un automóvil que se extiende hacia arriba. Pero la antena de plasma puede alargarse continuamente siempre que su punta esté todavía en un fuerte campo electrostático.
Si la varilla de plasma retorcida debe hacer una curva pronunciada a medida que crece, la curva puede comportarse como una punta afilada y más dedos de plasma pueden despegar de la curva. De esta manera, una serpentina de plasma que se alarga desarrolla ramas a medida que avanza. El plasma en crecimiento no solo forma varillas retorcidas, a menudo forma árboles, forma sistemas completos y complicados de raicillas que avanzan y se propagan. Si forma árboles o caminos rectos sin doblar depende de la forma del campo electrónico en el espacio que lo rodea. Un campo electrónico paralelo permitirá que crezcan las formas de los árboles. Un campo expandido de forma radial tenderá a forzar a un dedo de plasma a crecer más rápido que todos los demás, lo que dará como resultado una chispa recta como una aguja.
Dado que el plasma es un conductor, ¿qué crees que sucedería si una pieza de aire-plasma se conectara entre dos objetos muy cargados que tienen carga opuesta? ¡ZAP! Las cargas opuestas se acortarían. Una enorme corriente eléctrica existiría por un momento. Esto es lo que sucede durante el impacto de un rayo o durante la chispa más pequeña. Largos filamentos de aire-plasma dentro de las nubes se extienden y exploran hacia abajo hacia el suelo y hacia arriba en las gotas de lluvia cargadas. Se desarrolla un sistema de finas raicillas de plasma que conecta la mayoría de las gotas de lluvia a la estructura principal del árbol del plasma conductor. Cuando el plasma conductor toca el suelo, descarga tanto la carga sobre sí mismo como la carga sobre el gran número de gotas de lluvia cargadas eléctricamente.
Entonces, ¿qué pasa con los rayos y la velocidad de la luz? ¿Por qué podemos ver un rayo «caer» a través de las nubes, pero la luz misma se mueve tan rápido que nunca vemos rayos de luz en movimiento? ¿Por qué a veces podemos ver chispas saltar de un objeto a otro? Esto se debe a que el movimiento creciente de los rayos y las chispas es en realidad el crecimiento de los filamentos de plasma. No es un movimiento de luz. Los relámpagos pueden «caer» lenta o rápidamente dependiendo de qué tan rápido se extienden las puntas de los filamentos de plasma. En sistemas de bobinas Tesla muy grandes, las chispas gigantes pueden alargarse MUY lentamente, un humano a veces puede superarlas.
En la historia de aceleración en la parte superior de esta página, ¿cómo es que aparecieron filamentos de plasma en el suelo y crecieron hacia arriba? ¿Y por qué las tejas arrastradas por el viento enviaron filamentos de plasma tanto hacia arriba como hacia abajo? Esto es difícil de explicar sin entrar en detalles sobre los campos eléctricos y los átomos. Pero aquí hay una pregunta similar: suponga que aprieta un terrón de tierra entre el pulgar y el índice hasta que se agrieta. ¿Esperaría que la grieta comience en su pulgar o en su dedo? ¿O podría comenzar desde un pequeño lugar en la tierra y crecer hacia afuera en dos direcciones a la vez? En realidad, aplicar fuerza a la bola de tierra puede hacer que comience una grieta en CUALQUIER LUGAR dentro de la tierra.
Las grietas tienden a comenzar con defectos, y algo similar ocurre con los rayos y las chispas. Un campo invisible de fuerza eléctrica, si se aplica al aire, puede hacer que los filamentos de plasma estallen en cualquier parte del aire donde existe el campo. Cuando los rayos avanzan hacia el suelo, hay un fuerte campo eléctrico en todo el aire alrededor de la rama de plasma y en el espacio sobre la superficie de la tierra. Este fuerte campo puede hacer que crezcan nuevos filamentos de plasma en cualquier lugar. Por supuesto, su efecto principal es hacer que el filamento principal del relámpago se alargue y crezca hacia abajo. Pero esas tejas que soplaban representaban un «defecto» en el aire, distorsionaban el campo electrostático invisible en el aire y lo fortalecían cerca de las tejas, al igual que una burbuja en un vidrio estresado puede distorsionar las fuerzas mecánicas e iniciar una grieta en el vidrio. El campo eléctrico presente en todo el aire hizo que dos dendritas de plasma despegaran de la teja y «golpearan» simultáneamente hacia arriba y hacia abajo. El defecto en el aire hizo que el aire se «agrietara» eléctricamente, la grieta estaba hecha de filamentos de plasma 3D.
Lo mismo sucede cuando los aviones vuelan entre partes de una tormenta con carga opuesta: el avión actúa como un defecto desencadenante en el aire y los dedos de plasma se lanzan desde dos puntos del avión. Volar un avión cerca de una tormenta eléctrica es como pinchar con un clavo el cristal de una ventana muy estresado: las grietas comienzan donde el clavo toca. Sí, es cierto, la investigación ha demostrado que los aviones rara vez son alcanzados por un rayo, sino que son los propios aviones los que hacen el impacto, ya que el plasma comienza en las puntas de las alas y se desliza hacia afuera, golpeando las nubes.
https://web.archive.org/web/20001013002347/http://www.amasci.com/tesla/spark.html