Probablemente te llevarías un buen susto si un rayo de bola empezara a moverse por tu casa (Wikimedia Commons)
Artículo escrito por John Lowke (Miembro honorario, Ciencia e Ingeniería de los Materiales, CSIRO ) Original en The Conversation
El rayo de bola, esfera luminosa,centella o rayo globular es uno de los fenómenos más extraños de nuestro planeta. Suele verse durante las tormentas como una bola de luz del tamaño de un pomelo, con la intensidad de una bombilla de 40W aproximadamente. Se desplaza a la velocidad de un paseo, a un metro del suelo, y dura unos diez segundos.
Ha sido visto por cientos de personas durante cientos de años en casi todos los países del mundo, pero ha seguido siendo un misterio. En pocas palabras, no sabemos qué es,qué proporciona su energía o por qué se mueve independientemente de cualquier brisa.
No obstante, mis colegas y yo hemos publicado un nuevo artículo que debería arrojar algo de luz sobre este misterioso fenómeno y acercarnos un poco más a la comprensión definitiva de lo que es el rayo globular.
Una brillante historia
Mi relación con los rayos de bola comenzó en los años sesenta, cuando trabajaba en los laboratorios de investigación de Westinghouse, en Pittsburgh (EE.UU.), en la teoría del aire de refrigeración que se forma en los interruptores debido a los arcos eléctricos .
Al lado de mi oficina se encontraba el despacho del físico Martin Uman, que ahora, tras haber escrito tres libros de texto sobre las centellas, está considerado como el principal científico del mundo en materia de rayos.
Un día, mientras tomábamos un café, Martin mencionó que el rayo globular era uno de los pocos fenómenos que no entendíamos en absoluto, a pesar de haber sido visto por cientos, quizá miles de personas.
Yo le contesté que creía que los relámpagos no eran más que aire caliente producido por un rayo, y que la bola de aire caliente era tan grande que se enfriaba lentamente, lo que le daba una vida de segundos (en lugar de la fracción de segundo que dura un rayo).
Varios meses más tarde, Martin regresó de uno de sus viajes a Washington con un contrato de las Fuerzas Aéreas de EE.UU. para que yo investigara las esferas luminosas. Supongo que las Fuerzas Aéreas estaban interesadas en poder fabricar rayos globulares y utilizarlos en la guerra de Vietnam para asustar al Viet Cong!.
Pero había un problema con mi teoría del "aire caliente": el aire caliente sube y el rayo globular no suele subir. En 1969, una vez finalizado el periodo del contrato, mis colegas y yo llegamos a la conclusión de que aún no teníamos ni idea de lo que era un rayo globular.
Sin embargo, escribimos un artículo, publicado en el Journal of Geophysical Research, titulado Toward a theory of Ball Lightning (Hacia una teoría de los rayos globulares que se producen en casas y aviones), en el que explicábamos que el rayo de bola no podía ser simplemente aire caliente, justamente porque el aire caliente sube.
Iluminando el hogar
Aunque muchos avistamientos de centellas se han producido en el exterior, también se han visto en el interior de las casas. De hecho, un reciente estudio francés sobre 350 avistamientos en Francia reveló que se habían observado muchos más rayos en el interior de las casas que en el exterior (181 frente a 94).
Y lo que es aún más aterrador, se han visto centellas en el interior de aviones.
Por suerte, parece que los rayos en bola que aparecen en el interior de las casas y los aviones son inofensivos y no se han registrado heridos. He oído un informe sobre una esfera lumínica en un avión que pasó alrededor de una azafata mientras caminaba por el pasillo central de la aeronave. (En cambio, se ha visto que los relámpagos de bola en los exteriores inician descargas de rayos muy dañinas).
Nos preguntamos entonces, ¿cómo es que llegan estas bolas de rayos al interior de las casas y de los aviones? ¿Y por qué las esferas luminosas casi siempre se mueven?
Hay personas que afirman haber visto cómo una esfera luminosa entra en una casa a través de una ventana de cristal cerrada, pero el examen posterior del tragaluz no revelaba ningún daño, ni siquiera se observaba una decoloración del cristal.
Se han escrito cientos de artículos en revistas científicas especulando sobre estas cuestiones, asignando la fuente de energía del rayo de bola a la energía nuclear, a la antimateria, a los agujeros negros, a los máseres, a las microondas... lo que sea.
Una teoría reciente (además de la nuestra) sobre el rayo globular -publicada en Nature en 2000 por John Abrahamson, de la Universidad de Canterbury (Nueva Zelanda)- dice que la esfera lumínica es una bola de dendritas (proyecciones ramificadas) de pelusa de silicio en llamas que se forma después de que un rayo vaporice algún material del suelo.
Sin embargo, parece imposible que un mecanismo de este tipo pueda causar una centella dentro de una casa o de un avión.
Nueva y mejorada
La nueva teoría sobre los rayos de bola que hemos publicado mis colegas y yo, no se parece a ninguna anterior.
Proponemos que los relámpagos de bola se alimentan de iones (partículas cargadas) formados en la atmósfera, sobre todo a partir de los relámpagos, donde se producen columnas de iones de kilómetros de longitud, a partir de un relámpago y de "líderes escalonados" (caminos de aire ionizado).
De este modo, los rayos en bola no "atraviesan" las ventanas de cristal cerradas, sino que se forman en la superficie interior de la ventana gracias a los iones que se amontonan en la superficie exterior de la misma.
Los iones acumulados en la superficie exterior del cristal -que es un aislante eléctrico- aumentan el campo eléctrico en el interior del cristal y pueden iniciar la ionización, es decir, la creación de partículas cargadas.
Las cargas de signo opuesto a las que se encuentran en el exterior de la ventana serán atraídas hacia el interior de la misma, dejando una esfera cargada de plasma libre para alejarse de la vidriera. Esta descarga es un rayo de bola.
De este modo, creemos que hemos explicado los principales misterios del rayo globular. La fuente de energía son los iones que quedan en la atmósfera tras el impacto de un rayo. La duración aproximada de diez segundos de la centella puede explicarse como el tiempo que tardan los iones en dispersarse hacia el suelo.
La bola se mueve debido a las fuerzas eléctricas de otros iones que se han acumulado en aislantes, tales como los que existen en las paredes de las habitaciones o de los aviones. Por ejemplo, los iones de la descarga del rayo de bola pueden acumularse en una superficie de plástico o madera si la esfera entra en contacto con ella, repeliendo la bola y dando la apariencia de "rebote".
Crear un rayo globular
Por supuesto, la prueba definitiva de cualquier teoría es el experimento. Lo que necesitamos es una prueba que reproduzca realmente un rayo en bola de forma controlada.
Varias de las observaciones en aviones han ocurrido cuando no había una tormenta eléctrica evidente. Postulamos que los iones en este caso fueron producidos por la antena de radio del avión.
Si esto es cierto, estos experimentos para la producción de relámpagos de bola deberían ser posibles, independientemente de las fuentes de energía de los relámpagos naturales, que suelen generar hasta 100 millones de voltios.
Si estos experimentos llegan a buen puerto, es muy probable que, en los próximos años, se resuelva definitivamente el viejo misterio de los rayos globulares.
Nota: Este artículo fue publicado el 4 de Noviembre de 2012.
En el artículo correspondiente a rayos globulares de la wikipedia en inglés se nos dice que
"En la actualidad no existe una explicación ampliamente aceptada para el rayo de bola. Se han propuesto varias hipótesis desde que el médico inglés e investigador de la electricidad,William Snow Harris, en 1843, y el científico de la Academia Francesa François Arago, en 1855, introdujeran el fenómeno en el ámbito científico"
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