地球与生命
雷雨中的发光小球是怎么来的?
研究人员在青海观测雷电时,一次闪电过后,仪器拍到一团在移动的亮光。这类很少见、像球一样的亮光常被叫作「球状闪电」。亮光里藏着什么线索?
带着问题出发
这份案卷,哪里还没解开?
它究竟靠什么持续发光?不同地点被称为球状闪电的现象,会不会有不同的成因?
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亮球靠什么维持发光?
还缺的线索 光谱提供了参与发光的元素线索。还需要解释能量从哪里来、怎样持续,以及亮度和移动为何这样变化。
查看研究依据 ↓ -
不同的球状闪电会有同一种成因吗?
还缺的线索 仪器完整拍到的记录很少。需要更多相互独立的观测,比较它们的光谱、持续时间和周围环境。
查看研究依据 ↓
沿着下面的图片和记录,看看我们已经走到了哪一步。
第一步
看看这些线索
想一想,每条线索能帮我们回答哪个问题?
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这次亮光跟在落地闪电后面
- 观察到了什么
- 观测仪器先记录到一次云对地闪电,随后记录到附近一团持续约 1.6 秒的亮光。
- 它能说明什么
- 时间顺序让研究人员有理由检查两件事有没有关系。还可以比较亮光的位置、移动方向和光谱。
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把光拆开,就能多看一层
光谱读法示意。把每条亮线的位置记下来,再去跟已知物质的记录比一比。图中的亮条不代表这次观测的真实数值。 乐学堂示意图,依据美国物理学会的光谱说明绘制 · 图像出处 · 查看大图 - 观察到了什么
- 仪器记录到亮光中有对应硅、铁、钙的谱线。谱线可以想成某些成分在一排颜色里留下的亮记号。
- 它能说明什么
- 这些元素也常见于土壤,因而可以追问,闪电打到地面时,有没有把土壤里的物质带进发光区域。
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一段视频也需要核查
- 观察到了什么
- 其他研究团队分析可能拍到球状闪电的视频时,会检查相机、环境和亮点的形状等信息。
- 它能说明什么
- 亮点有时可能来自镜头或别的光源。保留多个角度和现场记录,能帮助判断它在哪里、怎样发光。
把线索动起来看
留意画面里变了什么,也看看哪些地方还需要更多证据。
实拍短视频
慢放青海雷雨中的亮光
实拍画面把约 1.3 秒的记录慢放成约 11 秒。看左侧的小亮点和右侧被仪器分开的彩色光谱,比较它们在开头和结尾的亮度。无声。
岑建勇、袁萍、薛思敏,美国物理学会发布的慢放影像 · 素材出处
第二步
试着做判断
如果又收到一段只有小亮点的视频,哪条线索最能帮助检查它的成因?
点选一条,看看理由。
同一时间还有另一台仪器拍到现场,并留下光谱。
这个判断有依据
两份观测能互相核对。光谱还能提供视频里的颜色和形状之外的新线索。
有很多人转发了这段视频。
再看看线索
转发次数能告诉我们大家注意到了它。要研究成因,还得查看拍摄条件和现场记录。
给视频加一个闪电特效再看。
再看看线索
特效会改动画面。研究人员需要保留最早的记录,才能核对亮点是什么时候出现的。
第三步
写下调查结论
- 已经知道
- 这一次有仪器记录了亮光出现的时间、移动和光谱。
- 还在研究
- 它究竟靠什么持续发光?不同地点被称为球状闪电的现象,会不会有不同的成因?
- 下一步怎么查
- 比较多次带有时间、位置和光谱的记录,并在实验室检验闪电和土壤物质相互作用的猜想。
线索从哪里来
资料核对日期 · 原文需联网