Moderador: Moravec
¿Un OGNI? ¿O algún fenómeno atmosférico poco entendido por la ciencia?
Saludos.Existe un fenómeno en la naturaleza muy poco conocido, al cual se le ha dado el nombre de centella*. Éstas son esferas luminosas tan brillantes como las lámparas fluorescentes. El tamaño de las esferas varía de algunos centímetros a varios metros de diámetro. Pueden tomar cualquier coloración, aunque el violeta y el verde son muy raros. El fenómeno toma cuerpo en condiciones especiales y su materialización es instantánea. Algunas veces parece que el destello es continuo y, otras, intermitente. Las centellas pueden viajar paralelamente a lo largo de un conductor, cerca de una sustancia aislante, o en el seno mismo del aire. El fenómeno puede durar de unos cuantos segundos a varios minutos. Algunas centellas se desvanecen poco a poco y otras desaparecen abruptamente y, en ocasiones, explotan.
En este capítulo queremos hacer una breve descripción del este fenómeno, aclarando que se hará un estudio más completo en otra monografía.
Comencemos con la descripción de sus propiedades físicas tales como:
a) Forma, estructura y tamaño.
b) Color.
c) Olor.
d) Calor.
e) Sonido.
f) Movimientos.
g) Duración.
h) Decaimiento.
i) Densidad.
j) Radiación.
k) Campo magnético.
l) Energía.
FORMA, ESTRUCTURA Y TAMAÑO
Pueden adoptar diversas formas: esférica, oval, cilíndrica, lágrima, anillo…
De acuerdo con Stanley Singer (1), del 10 al 20% no son esféricas. Se han visto algunas en forma de anillos, otras con un halo o corona azul que se extiende desde el centro emitiendo, a veces, chispas y rayos.
Las más grandes son cilíndricas, aunque son las menos reportadas. La razón de su longitud a su diámetro es por lo general de 2 a 1, siendo 15 centímetros un diámetro bastante común (es decir, cilindros de 30 centímetros de largo por 15 de diámetro), aunque se han dado reportes de cilindros de más de 100 metros de largo.
Las centellas en forma de lágrima son por lo general de menos de 20 centímetros.
Según los datos de W. Brand (2), H. Norinder (3), J. R. McNally (4) y W. D. Rayle (5), quienes estudiaron colecciones de informes de centellas (37, 156, 447 y 98 casos respectivamente), se encuentra que el diámetro promedio de éstas es de 15, 25, 35 y 55 centímetros respectivamente. Sus datos están graficados en la figura 1.
Parece ser que mientras más recientes son los estudios en este sentido, mayor es el diámetro promedio reportado, lo cual resulta sintomático. Si efectuamos un promedio ponderado con estos resultados obtenemos un diámetro promedio de 35 centímetros (de 30 a 40 centímetros para darlo en términos de un intervalo de confianza al 95%).
Por su parte, Singer da un intervalo de diez a 100 centímetros, aclarando que existen reportes de esferas de medio centímetro y otros de más de diez metros. Ion Hobana y Julien Weverbergh (6), por ejemplo, reportan esferas de 2.7 metros de diámetro.
Siguiendo a James Barry Dale (7) existen tres tipos de estructuras:
1) Sólida.
2) Rotante.
3) De flama.
La estructura sólida posee una superficie mate o reflectora, o un núcleo sólido con envoltura traslúcida. Tiene un color verde o violeta y un diámetro de entre 30 y 50 centímetros.
La estructura rotante posee una combinación de colores. Generalmente presenta un color interno brillante con polos de un color más oscuro o una envoltura traslúcida.
La estructura en flama, en cambio, se presenta más frecuentemente con las formas esférica y oval. Tiene un diámetro menor de 40 centímetros y un diámetro mayor de más de un metro. Sus colores son el rojo o rojo-amarillo.
COLOR
Los investigadores no se han puesto de acuerdo en cuanto a los colores predominantes, pues mientras unos afirman que el rojo y el naranja son los más frecuentes, otros dicen que lo son el amarillo, blanco, verde, rojo y violeta.
Los colores púrpura y violeta se asocian generalmente a la forma cilíndrica.
Para Barry (7) el 60% de los casos son rojo o rojo-amarillo, el 15% amarillos, y menos del 2% azules, en contradicción con lo reportado por Brand en 1923 y E. Mathias en 1934 (8-10).
Sólo el 1% de los observadores reportaron un cambio de color, y este cambio fue de tres tipos: de rojo a blanco, de violeta a blanco y de amarillo a blanco.
Parece ser que el color está relacionado con trazas de algún elemento o compuesto en la atmósfera, tal como lo apuntan Barry (11), J. R. Powell y D. Finkelstein (12) y Paul A. Silberg (13).
OLOR
Los olores reportados son de lo más variado, pero siempre desagradables, lo que probablemente haya contribuido a relacionar las centellas con los fenómenos diabólicos.
Los olores más frecuentes reportados son ozono, azufre encendido, óxido nítrico, dióxido de nitrógeno, a “huevos podridos” y ácido sulfúrico.
Rayle calcula que sólo el 25% de los observadores ha reportado olores asociados a las centellas, pero, considerando que sólo el 50% de los observadores ha estado a menos de 15 metros, concluye que todas las centellas van acompañadas de olor.
CALOR
De acuerdo con Barry, sólo un pequeño porcentaje de los observadores reportan emisión de calor, fuego y otros daños resultantes de la proximidad de la centella. Esto también podría deberse a la lejanía del observador respecto a la centella. Sin embargo, Singer afirma que las centellas que desaparecen sin explosión irradian intenso calor.
Mientras los investigadores rusos estiman que una centella amarilla posee una temperatura de 14 mil grados K, otros dicen que es de cuatro mil grados K. De la ley de Wein se infieren temperaturas de cuatro mil a cinco mil grados K. Aún más, se han considerado temperaturas de sólo 200 grados Celsius.
Relacionando la radiación emitida por un cuerpo negro con el color observado en las centellas, tenemos que la temperatura de éstas puede obtenerse de la ecuación de Planck.
donde:
υ, es la frecuencia en Hz
h, la constante de Planck (6.625 x 10-34 J/seg)
c, la velocidad de la luz en el vacío (2.99793 x 1010 cm/seg)
k, la constante de Boltzman (1,38 x 10-23 J/°K)
T, la temperatura absoluta en °K
La longitud de onda a la cual el cuerpo negro emite la máxima potencia por unidad de longitud de onda está dada por:
λmaxT = 2898 x 10-4 cm °K
Para una centella azul (λmax = 4700 Å = 4.7 x 10-5 cm):
T = 2898 x 10-4 = 6166 °K
4700
Para una centella amarilla λmax = 5800 Å
T = 4997 °K
Para una centella roja λmax = 6300 Å
T = 4600 °K
Para una centella blanca T = 10000 °K
Sin embargo, esto no es necesariamente cierto, ya que pueden existir otros mecanismos como la bioluminiscencia o la quimiluminiscencia que pueden producir cierta luz con determinada longitud de onda y sin embargo no seguir la ley de Planck.
SONIDO
También existen contradicciones con este parámetro, pues mientras algunos autores (Singer) afirman que la mayoría de ellas desaparecen con explosión, otros dicen que son silentes.
Nuevamente Rayle calcula que sólo el 25% de los observadores reportan sonido, pero su explicación –nuevamente– es la lejanía de las centellas.
Al parecer producen un sonido característico parecido al zumbido de las abejas.
MOVIMIENTOS
Existen diferentes tipos de movimientos:
1. Nube a nube.
2. Nube a tierra.
3. Tierra a nube.
4. Trayectoria horizontal cerca o sobre la tierra.
5. Trayectoria espiral y al azar sobre la tierra.
6. Sin movimiento, estacionario sobre la tierra.
Algunos autores han supuesto que estos movimientos se deben a efectos del viento. Sin embargo G. H. Brown (14) reportó una esfera que se mantuvo sin moverse en una región con viento, mientras que T. Browne (15) informó de una centella que se movía lentamente contra una suave brisa.
Silberg (16) reporta una rápida rotación de las esferas sobre su eje, lo que contrasta con su velocidad de traslación de unos dos metros por segundo o menos. Poseen una velocidad de uno o dos metros por segundo cuando se mueven horizontalmente sobre la superficie del terreno, pero esta velocidad aumenta cuando caen desde las nubes. Según Hobana y Weverberg se pueden mover a varios cientos de kilómetros por hora. R. A. Leonor (17) afirma que pueden alcanzar una velocidad de 100 kilómetros por hora.
DURACIÓN
En promedio su tiempo de vida es de cinco a diez segundos, aunque existen reportes de centellas que han durado 80 segundos (18-20), nueve minutos (21-27) y 15 minutos, reportados por Brand.
Las centellas cuyo tiempo de vida es mayor, al parecer, están relacionadas con los fenómenos sin movimiento y son de color azul o azul-blanco.
DECAIMIENTO
Existen dos modos de decaimiento o desaparición: explosiva y silente.
De acuerdo con Powell y Finkelstein la desaparición explosiva es la más frecuente. Cerca del 80% de las rojas y el 90% de las amarillas decaen en forma explosiva. Algunos testigos reportan un repentino cambio de color antes de la explosión. No obstante, en la mayor parte de las veces, los alrededores no se ven dañados por la explosión, por lo que se cree que en realidad implotan.
El modo silente está asociado con un decremento en la brillantez y diámetro de la centella.
Sólo un pequeño porcentaje de los observadores menciona un residuo encontrado después de la explosión. Algunas centellas, al desaparecer, dejan estelas de humo. G. Winchester (28 ) menciona un residuo parecido a la niebla o al humo. G. I. Kogan-Beletskii (29) informa de un alquitrán como residuo, y B. V. Davidov (30) menciona residuos de hollín.
Se han encontrado otros residuos similares a los “hilos de la virgen”, que desaparecen rápidamente.
DENSIDAD
Aunque no existe una medida exacta ni precisa de las centellas, los movimientos descendentes sugieren una mayor densidad que la del aire (1.29 x 10-3 g/cc) y las ascendentes una menor densidad. Esto no significa que tengan la misma composición que el aire.
RADIACIÓN
Como veremos posteriormente, algunos autores, como M. D. Altschuler, L. L. House y E. Hildner, han propuesto una explicación de naturaleza nuclear (31). Se han supuesto varias reacciones que involucran a los núcleos O16, O15, N14 y F17, más la producción de p+, e- y rayos gamma de una energía de aproximadamente 0.5 MeV, por lo que, como dicen E. R. Hill y F. D. Sowby (32), pueden producir unos 325 rad/seg a una distancia de unos dos metros y, por lo tanto, la muerte de un ser humano que se encuentre a esa distancia.
Otro aspecto es la radiación luminosa. Un parámetro crítico para cualquier teoría que trate de explicar las características de las centellas, es la eficiencia luminosa del modelo o la entrada de potencia por lumen de salida de luz visible. Para una esfera de gas caliente cuya radiación sea de origen térmico, se requiere una entrada de miles de watts para poder explicar la apariencia brillante de la esfera a la luz del día.
Se han efectuado experimentos con oxígeno y nitrógeno que permiten descargas de una eficiencia luminosa anormalmente grande y un resplandor electroluminiscente persistente. Estos experimentos son posteriores a los estadios de Rayleigh del “nitrógeno activo”. A partir de estos experimentos se concluye que la sustancia más probable en la composición de las centellas es el aire electroluminiscente y que una potencia de entrada de varios cientos de watts mantendría el brillo a niveles observables más allá de una vida media normal de 0.5 a 1 segundos.
¿De dónde proviene esta potencia? Se cree que es suficiente un campo crítico de entre 1 y 2 KV/cm para reaprovisionar el decaimiento de la excitación metaestable. Cuando el campo atmosférico decae, las fuerzas electrodinámicas en la esfera son tales que podrían explicar el comportamiento dinámico que se le ha observado.
CAMPO MAGNÉTICO
A. J. F. Blair (33), basado en un relato de 1811 en el que se informa que el sacristán de una iglesia no pudo tañer las campanas debido a la presencia de unas centellas, calcula que las centellas debieron haber producido un campo magnético de al menos 150 G para así impedir todo movimiento de las campanas. Para simplificar los cálculos, Blair supuso que las campanas se podrían comportar como un disco rotando en un campo magnético. Esto generaría un potencial al pasar las líneas de flujo magnético a través del metal, el cual está dado por:
V = (N H A) x 108
Donde N es la velocidad angular en revoluciones por segundo; A es el área del disco; H la fuerza del campo magnético en Gauss; y V, el potencial eléctrico en voltios.
La energía disipada como un flujo de corriente eléctrica en el metal con un potencial V y una resistencia R es:
ε = 2V2
R
Se incluyó el factor 2 debido a una revolución del disco en el campo magnético.
El trabajo realizado se supone que es igual al requerido para que se produzca sonido en un tañido de campana. También se supone una fuerza de 10 kg, que sería la utilizada por el sacristán para tirar de la cuerda de la campana. Sustituyendo estos valores, el valor epsilon resulta ser de 100 w/seg.
Blair supuso un diámetro de 70 centímetros con una resistencia de 3.5 x 10-6 ohms, un grosor de 7 centímetros y una longitud de 80 centímetros. La resistencia del bronce es de 18 x 10-6 ohm/cm.
Con estos datos, resolviendo para V y sustituyendo su valor en la primera ecuación, obtenemos que H es igual a 150 Gauss. Éste es en realidad un valor aproximado, ya que no se tomó en cuenta la distribución de las corrientes parásitas, además de que la resistencia no era la correcta, ni la campana es un disco como se consideró como primera aproximación.
ENERGÍA
De acuerdo con Barry, la energía total de la centella está dada por:
r = R
E0 = ∫ f(r) 4πr2 dr
r = 0
donde f(r) es la distancia radial de la densidad de energía, r, es la distancia radial y R es el radio de la esfera.
Si existe una distribución uniforme de densidad energética se puede suponer que f(r) = cte, por lo que E = f(r) V, donde V es el volumen de la esfera.
La distribución de energía puede estar definida por:
ε = E0
V
El 3 de octubre de 1936, el “Daily Mail” de Londres publicó que un observador reportó una centella que había cortado el alambre de una línea telefónica y quemado el marco de su ventana para finalmente caer en una cubeta en donde había cuatro galones de agua, haciéndoles hervir. Este caso fue descrito por W. Morris (34) y discutido por G. L. Goodlet (35). Este último supuso que el diámetro de la centella era de 15 centímetros, que se utilizaban galones ingleses (18 litros) y que la temperatura inicial del agua era de 20° C y la final de 90° C (el agua se mantenía caliente después de 20 minutos). Sabiendo que es necesaria una caloría para elevar en 1º C la temperatura de un centímetro cúbico de agua, tenemos:
E0 = (1000 cc/l) x (18 litros) x (1 cal/cc °K) x (363 °K – 293 °K) = 1.26 x 106 Cal
Como un Joule equivale a 4.186 calorías, entonces:
E0 = 3 x 105 J
Si la centella tenía unos 15 centímetros de diámetro, entonces su volumen era de:
V = 4 πr3 = 1,767 cc
3
y por lo tanto su densidad de energía fue de 170 J/cc.
Este valor es ligeramente menor del que resultaría si incluimos una evaporación de agua. Se necesitan 2257.1 J/cc si suponemos que se evaporaron 454 cc de agua.
Se han hecho más cálculos con otros informes y se ha descubierto que la densidad de energía varía de 2 x 10-3 según R. K Golka y R. W. Bass (36) a 2.4 x 107 J/cc a juicio de Mathias (37). De estos valores podemos suponer que existen, posiblemente, varios fenómenos conectados con el membrete de centella.
LOS FENÓMENOS DETRÁS DE LAS CENTELLAS
De acuerdo con Barry se las ha confundido con la Luna, meteoros, pájaros, Ignis fatuus y fuegos de San Telmo. Algunos autores las han relacionado con OVNIS: M. L. Shapiro (38), Kyaw Tha Paw-U (39), R. W. Mankin (40), Philip S. Callahan y R. W. Mankin (41-42), C. Benedicks (43), Philip J. Klass (44-49), Roberto López (50-51), Luis Ruiz Noguez (52), Makarov (53), Jacques Bergier (54), M. D. Altschuler (55), James M. Campbell (56) y William J. Coghlin (57).
El escritor alemán Freder van Holk (citado por Bergier) cree que los OVNIS son puntos de impacto de haces de onda emitidos para dirigir las centellas y que se reflejarían sobre las capas ionizadas de la atmósfera. Esto explicaría sus movimientos extremadamente rápidos y silenciosos. Su luminosidad sería debida a la ionización de los gases enrarecidos del aire por ondas cortas.
McCampbell sostiene que “considerando las similitudes entre las centellas y los OVNIS, no es sorprendente que puedan ser confundidos con un mismo fenómeno y así entren en el campo de la literatura OVNI”.
Según Makarov la mayoría de los OVNIS observados son el resultado de las centellas y sus efectos. Por su parte Félix U. Ziegel dice que los OVNIS podrían ser plasmas formados en la estratosfera por partículas ionizadas provenientes de la corteza terrestre.
Otros autores, como Singer (58) y D. J. Ritchie (59-60), las han considerado como armas secretas de los soviéticos.
MUERTES POR CENTELLA
A. E. Dolbear (61) ha reportado muertes de personas y animales debidas a las centellas. M. Cerrillo (62) discute el caso de varias personas electrocutadas por una centella en México.
El caso más antiguo que se conoce de una muerte debida a una centella es la del doctor George William Richman en 1752 (63). Varios autores, tales como M. Stenhoff (64), R. Owen (65), M. Babick (66), G. M. Minchin (67), Edward L. Hill (68), H. Israel (69), G. Lindemann (70), W. G. McMillan (71), J. Carruthers & B. D. P. Foster (72), A. E. Covington (73) y Camilo Flammarion (74-79), han reportado daños a objetos diversos. I. G. Ocholko (80), M. Wosskowy (81), Kogan-Belestkii (82) y Winchester (83) informan de aviones que han colisionado con centellas. A. E. M. Geddes (84) y D. H. McIntosh (85) han estudiado agujeros en ventanas producidos por centellas, y Roberto López (84) estudió los incendios producidos por las mismas.
Pese a ocasionar algunos “desperfectos”, las centellas han transportado, sin daño, objetos frágiles como espejos; vaciado tinteros; desnudado personas; y en una ocasión, quemado el vello púbico a una muchacha, sin causarle ningún otro daño, tal y como lo reporta Flammarion (87).
FRECUENCIA
De acuerdo con estos datos, parece seguro decir que las centellas no sólo existen sino que ocurren tan frecuentemente como los relámpagos normales, es decir, unas 107 (diez millones) centellas por día en toda la Tierra. Se calcula que han sido observadas por aproximadamente el 5% de la población mundial. Los estudios de McNally (88) y Rayle (89) disipan algunas dudas sobre la existencia de las centellas. Estos autores entrevistaron a gente de la AEC y de la NASA y encontraron suficientes respuestas positivas (5 a 10% de las personas interrogadas) para dejar asentada la existencia de las centellas y determinar algunas de sus características.
No obstante, Rayle ha señalado una consecuencia totalmente inesperada de tales estudios. Comparó la frecuencia de aparición de las centellas y los relámpagos ordinarios. Mientras que la descarga es visible para miles de personas, la observación de las centellas debería estar supeditada a varios factores estocásticos. Pero la conclusión sorprendente del estudio de Rayle es que no hay mucha diferencia en la frecuencia como podría esperarse. Cerca de la mitad (44%) de la gente que reportó haber visto una centella también reportó huellas físicas de relámpagos. Esto podría hacernos suponer que las centellas ocurren por lo regular cerca del punto de impacto de un rayo.
Pero las cosas no son tan simples. Se ha observado centellas independientes de la existencia de una tormenta eléctrica. Se las ha visto durante los terremotos (de lo que hablaremos en otro capítulo), erupciones volcánicas, tormentas de viento, tornados, ciclones y temporales.
F. J. Anderson, S. Bveinbjom, D. C, Blanchard, S. Gathman, S. Jonasson, C. B. Moore, H. J. Survilas, y B. Vonnegut (90) mostraron que existen intensos campos eléctricos en las nubes volcánicas. G. D. Frier (91) encontró fuertes campos eléctricos como resultado de la fricción de partículas de polvo. L. Funder (92) también reportó intensos campos eléctricos debidos a causas similares.
Las condiciones atmosféricas en las que se pueden dar las centellas son de unos 20° C de temperatura y una humedad relativa de cerca del 100% (aproximadamente 3% de vapor de agua por volumen). Puede o no estar lloviendo. Según B. F. J. Schonland (93) ocurren más frecuentemente en lugares altos que en bajos. Hobana y Weverbergh dicen que surgen principalmente en julio y agosto (en el hemisferio norte).
No son, pues, un fenómeno raro. Se conocen más de 100 fotografías de centellas y de relámpagos en forma de rosario: Barry (94) presenta varias de ellas.
TEORÍAS SOBRE LAS CENTELLAS
Se ha presentado cientos de teorías para tratar de explicar las características y propiedades de las centellas. Singer (95) las agrupa en 13 grandes bloques: Teorías aglomerativas; Estructuras tipo jarra de Leyden; Transformación de relámpagos lineales a relámpagos esféricos; Generación de centellas por medios químicos; Teorías nucleares; Modelos de polvo y gotas cargadas eléctricamente; Nubes ionicomoleculares; Estructuras en vórtice; Centellas como una descarga eléctrica; Esferas luminosas a partir de sólidos vaporizados; Teorías tipo plasma; Modelos de plasmoides; y Formación de centellas por radiación electromagnética natural.
Se han postulado hipótesis de alucinaciones, ilusiones ópticas y de imágenes posteriores positivas (fosfenos). Así por ejemplo, W. J. Humpreys (96) y B. F. J. Schonland (97) suponen que las centellas son ilusiones ópticas y S. Sopor (98), J. Trowbridge (99) y Edward Argyle (100) creen que son efectos debidos al encandilamiento por una intensidad luminosa. Este último autor, basado en Rayle, quien afirmó que el 44% de las personas que reportan centellas las confunden con los puntos de impacto de los relámpagos ordinarios, supone que las centellas no son más que fosfenos producidos por el destello del relámpago. Con esta hipótesis lograría explicar los reportes de centellas que atraviesan paredes y ventanas como si fueran fantasmas.
Las imágenes posteriores negativas son más comunes que las positivas. Las segundas son el resultado de la observación de una fuente de iluminación brillante. Es un efecto de los conos del ojo y por lo regular se forman cerca, pero no en el centro de la retina. El observador, por lo tanto, intentará centrar el objeto, sin lograrlo, lo cual producirá la ilusión de movimiento al azar en el objeto, con cambios de dirección y giros bruscos. La velocidad aparente puede ser muy grande. Este tipo de imágenes dura unos dos a diez segundos, dependiendo de una gran variedad de circunstancias. No producen sonido y desaparecen sin dejar rastro.
Otros autores, tales como W. N. Charman (101), R. C. Jennison (102), y P. Davies (103) están en desacuerdo con esta teoría. Objetan que existen varios reportes en donde el evento fue observado simultáneamente por varias personas y, aparentemente, también por animales. Si fuesen fosfenos, cada testigo reportaría una forma diferente. Davies antepone dos objeciones: la similitud en los reportes de los testigos; existiendo muchas más fuentes de luz que los relámpagos, sería difícil explicar la gran relación entre las centellas y las tormentas.
Humpreys cree que las centellas son descargas fijas o descargas en brocha, tal como los Fuegos de san Telmo, o simplemente ilusiones de óptica, debidas probablemente a la persistencia de la visión.
La apariencia de movimiento puede ser producida por cambios en la luminosidad: un incremento en tamaño sería un acercamiento y una disminución se interpretaría como un alejamiento al observador.
Efectos autocinéticos producidos por el movimiento muscular del ojo pueden crear movimientos erráticos. Sin embargo, la teoría de Humpreys no puede explicar las centellas que se han visto en el aire sin ningún contacto con el terreno o superficies sobresalientes de él, tales como antenas o árboles.
HIPÓTESIS QUÍMICAS
Se han propuesto varias hipótesis sobre el origen químico de las centellas.
U. Fher (104) propuso que se debían a la combustión del metano (una atmósfera con un 1 ó 2% de metano). Barry (105) apunta la necesidad de dos condiciones: a) algún tipo de descarga eléctrica atmosférica y b) presencia de hidrocarburos (CH4, C3H8, etcétera). Se debe enfatizar que la densidad de los hidrocarburos debe ser menor que la necesaria para la combustión.
El hidrocarburo se comenzará a ionizar debido a la descarga eléctrica y se formará una pequeña región de hidrocarburos más complejos, incrementándose así la densidad. En ese momento una descarga eléctrica puede producir la combustión, que se mantendrá si la densidad de los hidrocarburos es la adecuada.
Los modos de decaimiento se explicarían así:
a) el silente, si la densidad de hidrocarburos cae por debajo del límite necesario para la combustión, y
b) si la mezcla de hidrocarburo-aire se hace explosiva.
Las dimensiones de la esfera se pueden calcular suponiendo la relación de energía de llama esférica normal de Lewis y von Elbe:
E = d³ (Tb – Ta) cp
6
donde E es la energía; d, el diámetro; c, el calor específico de la mezcla de hidrocarburos; p, la densidad de la mezcla; Ta, la temperatura inicial de la mezcla; y Tb, la temperatura final.
Suponiendo un mecanismo de formación con la densidad inicial de CH4 menor de la necesaria para la combustión, se obtendrá una densidad resultante de hidrocarburos más complejos mayor que la necesaria para mantener la combustión dentro de un pequeño volumen (C3H8 al 3% por ejemplo), con una energía de 102 a 106 J, un calor específico de 0.28 cal/g° C, una densidad de 0.2 x 10-3 g/cc y una temperatura final de cuatro mil grados Celsius, para una centella cuyo diámetro oscile entre los seis y 130 cm.
H. Hildebrand-Hildebrandson (106) cree que las centellas se deben a procesos de combustión. Esta hipótesis fue investigada por H. Nacer (107) y G. Plante (108). Otras hipótesis químicas han sido sugeridas por W. Thornton (109) y Benedicks (110). Este último propuso la formación de óxidos de nitrógeno catalizados por relámpagos ordinarios o la descomposición del ozono formado en la descarga del relámpago. Estas reacciones podrían explicar los colores y olores reportados. Pero no pueden explicar la duración del fenómeno.
También se ha propuesto que sean esferas de oxígeno molecular caliente producidas por un rayo. El O2 se disocia completamente a cuatro mil grados K, produciendo energía considerable (varios miles de Joules en 20 centímetros). Empero, el mezclado térmico convectivo puede destruir las esferas así formadas en menos de un segundo.
Algunos de los miembros del Laboratorio de Producción de Luminosidades Automantenidas, de la Sociedad Física Americana, División de Física de Plasmas de Boston, Massachussets (Powell, M. Zucker, J. F. Manwaring y Finkelstein) han estado muy activos en este campo (111).
Powell supone una excitación electrónica metaestable de nitrógeno y oxígeno, que no requiere altas temperaturas para almacenar energía y que emite luz visible a bajas temperaturas (dos mil grados Celsius), aunque la esfera formada desaparece en un segundo aproximadamente.
El fenómeno del “nitrógeno activo” (una fosforescencia del nitrógeno, de gran persistencia bajo ciertas condiciones), fue estudiado por Rayleigh, quien encontró que el ojo adaptado a la oscuridad puede ver esta luminiscencia hasta cerca de media hora después que paró la descarga excitadora. Ésta es la luz de la recombinación del nitrógeno.
Otros autores que han estudiado las hipótesis de las reacciones químicas fueron B. M. Smirnov (112) y M. Toepler (113) quien sugirió que las centellas son un fenómeno eléctrico o electroquímico. Thornton propuso que las centellas estaban compuestas predominantemente de ozono y según él la explosión se debía a que éste se descomponía rápidamente en oxígeno.
MODELOS NUCLEARES
Se han considerado modelos radiactivos, en donde se producen especies inestables de corta vida media por medio de reacciones nucleares con un haz de electrones relativísticos.
Los primeros autores en proponer la teoría del origen nuclear fueron Altschuler, House y Hildner (114). Hill y Sowby (115) calcularon que la media de rayos absorbidos por el cuerpo humano a dos metros de distancia de la centella, sin protección, puede ser de 175 rad/seg para el isótopo O15 y de 325 rad/seg para el F17. Con estas dosis es raro que no se hayan reportado casos de envenenamiento radiactivo.
De acuerdo con D. Ashby (116) y M. Uman (117), se puede encontrar radiación del orden de uno a mil rad en los lugares en donde se han visto centellas. Uno de estos casos fue analizado por S. Flemming y M. Aitken (118).
El 8 de mayo de 1970 apareció una centella en una casa de North Berkshire. La casa estaba construida de ladrillos y en ese entonces tenía 25 años de antigüedad, por lo cual las incrustaciones de mineral de los ladrillos podían exhibir un nivel de termoluminiscencia (TL) significativamente mayor que la dosis recibida por la radiación anual de uranio, torio y potasio que pudiera tener la arcilla con la que se hicieron los ladrillos.
Los análisis radiactivos de la arcilla (con contadores de partículas alfa para U y Th, y fotometría de llama en el caso de K) indicaron que aquellas incrustaciones cristalinas no tenían una radiactividad propia, tal como el cuarzo, y experimentaron una dosificación anual de unos 0.5 rad que acumularon un equivalente TL a 12 rad desde que fueron cocidos los ladrillos.
ANTIMATERIA
Ashby y Whitehead propusieron que las centellas eran producidas por la aniquilación de diminutos fragmentos de meteoritos de antimateria. Esto ayudaría a explicar las asombrosas propiedades de las centellas de entrar por las ventanas cerradas. Pero esta hipótesis supone que la antimateria puede ser relativamente estable en presencia de la materia.
Los autores calculan que una partícula de antimateria de cinco metros de radio y de unos 5 x 10-10 gramos podría producir unos 105 Joules al aniquilarse.
En base a los cálculos de Nauenberg y Ruderman de la curva de energía potencial para la reacción e hidrógeno y el antihidrógeno, se puede apreciar que existe una barrera de potencial repulsiva de unos 0.5 eV. En otras palabras, si una partícula de antimateria tiene una velocidad relativa a su medio ambiente lo suficientemente baja para que cuando choque con las moléculas del aire no alcance la barrera de potencial, no se aniquilará.
CENTELLAS A PARTIR DE AGUA
Otra teoría propuesta por A. Koldamasov (119) sugiere que el flujo de agua a grandes velocidades a través de boquillas puede producir descargas fulgurantes. En un experimento, una expansión abrupta produjo una cavitación pulsante. El flujo funcionaba como un separador de carga en el líquido y la ionización en la pared de la cámara se obtenía por un proceso secundario. La recombinación de los electrones en la pared producía un fulgor continuo con un color que dependía del dieléctrico de la pared: el cemento o el asbesto producían un color rosa, el plexiglás, un amarillo, y la ebonita un azul.
En los experimentos de F. W. Crew (120), las gotas que se encontraban entre la presión del canal del relámpago y una presión reducida compensadora que la rodeaba, producían una infinidad de gotitas. La presión de radiación de la descarga repelía tales gotitas y si existía una onda sónica, las gotitas se fragmentaban aún más. Como resultado de esto se producía una separación de cargas.
Las pequeñas gotitas negativamente cargadas eran impulsadas por el canal del relámpago, produciendo una envoltura que rodeaba a un núcleo positivo. Al recombinarse las cargas producían un destello extraordinario.
VÓRTICES
Según E. Wooding (121), se puede producir un anillo en vórtice al aplicar un impulso asimétrico a un fluido. Algunas veces se forman anillos de humo al detonar un explosivo sobre una superficie lisa. Las centellas se pueden producir de igual manera, es decir, son plasmas producidos por un proceso similar a la ablación de una superficie sólida por un pulso láser de alta potencia. Para Wooding (122) la vida media de este anillo se controla por pérdida de energía térmica y disipación de campo magnético. Si la temperatura del plasma es de 104° C, la difusividad magnética Dm es del orden de 10-5 cm2/seg y el tiempo para que el campo se difunda fuera del anillo r2/Dm es mayor a 105 segundos.
CAMPOS DE ALTA FRECUENCIA
Fue un mexicano, el profesor Cerrillo (123), el primero en postular la teoría del campo de alta frecuencia, en 1943. Posteriormente, en 1955, el físico soviético y premio Nobel Pjotr L. Kapitza (124) elaboró la idea.
La idea de Cerrillo-Kapitza es la siguiente:
En las tormentas y cuando se producen relámpagos, el medio ambiente está altamente electrificado y de alguna manera se pueden generar ondas electromagnéticas y efectos de interferencia producidos por reflexión de estas ondas en el suelo o en otras superficies conductoras. Esto puede producir, bajo ciertas condiciones, ondas estacionarias. Estas ondas surgen en el lugar de reunión de dos o más frentes de onda de la misma frecuencia que viajan en diferentes direcciones. La región donde las ondas se refuerzan se llama antitodo, y donde estas se cancelan se denomina nodo. En el antitodo la intensidad del campo es mayor por lo que pueden resonar pequeñas cantidades de gas ionizado, absorbiendo energía del campo, produciendo una ionización en cascada y la formación de una centella.
Las ondas reforzadas en el antitodo tienen la energía suficiente para ionizar los átomos de aire. Un gas ionizado puede absorber ondas electromagnéticas de una frecuencia apropiada provocando el fenómeno llamado de Resonancia. Esto puede producir una ionización en cascada dando como resultado la formación de una bola de luz. El tamaño de estas esferas está directamente relacionado con la frecuencia de radiación electromagnética.
La frecuencia del campo debe ser tal que el diámetro de la esfera sea aproximadamente un cuarto de la longitud de onda (0.274λ = d). Es decir, para un diámetro de equilibrio de unos 20 centímetros, la frecuencia debe ser de 400 MHz, correspondiente a una longitud de onda de aproximadamente un metro. Resulta difícil explicar por qué no se reciben interferencias en la banda de radiocomunicaciones de los aviones, que se encuentra en este rango.
El singular comportamiento de las centellas, que algunas veces entran por puertas, chimeneas o ventanas, se puede explicar fácilmente con esta teoría, ya que estos lugares funcionan como guías de onda.
Las centellas formadas en un antitodo se moverían hacia el nodo, en donde podrían permanecer estáticas. Si se desvían un poco del nodo, la radiación a ambos lados las puede atraer y llevar a otro nodo. Esto explica los movimientos caprichosos que se han reportado.
Esquemáticamente, esta teoría se puede ver en la figura 2.
Existen, empero, varios problemas con esta teoría. No puede explicar la existencia de las centellas en la interfase aire-agua (recordemos el informe del “Daily Mail”), ya que la teoría se basa en un abastecimiento externo de energía, el cual se vería abruptamente cortado al entrar la centella al agua. Además, no existe evidencia de que una tormenta pueda generar las cantidades requeridas de emisión de UHF.
POLVO CARGADO
Edward L. Hill (124), de la Universidad de Minnesota (Lightning and Trasients Research Institute) ha ofrecido otra explicación. Sugiere que el destello de luz que precede a las centellas induce una separación de cargas positivas y negativas en nubes, polvo y otros objetos minúsculos que se encuentran en el aire. De esta forma las cargas no viajan libremente, sino que quedan “incrustadas” dentro del polvo o las gotas de agua. Esto hace que no se recombinen tan fácilmente como en un plasma.
Los cúmulos separados de cargas positivas y negativas no interactúan entre sí. El movimiento turbulento del aire crea una situación en la cual la fuerza del campo eléctrico excede la mínima necesaria para producir una descarga eléctrica (luz). Miles de estas pequeñas descargas producen la ilusión de una bola de luz.
Esta teoría se ve esquematizada en la figura 3.
El problema con la teoría de Hill es que no explica cómo se separan las cargas inicialmente.
CORRIENTE DIRECTA
Varios autores han propuesto otra teoría: una corriente constante que fluye desde las nubes a la Tierra puede entrar en secciones transversales en una región de alta conductividad (la esfera) y el incremento de energía consumida puede mantener la esfera. Este tipo de teoría tiene problemas obvios al no poder explicar aquellos eventos que ocurren dentro de estructuras conductoras como los aviones.
La siguiente figura muestra un esquema de esta teoría.
CENTELLAS FABRICADAS EN EL LABORATORIO
Se han hecho varios intentos de producir centellas en el laboratorio. Manwaring (125) logró producir bolas de luz en el seno del aire libre en 1965 usando una radiofrecuencia de 75 MHz. La esfera de luz duraba aproximadamente medio segundo.
Powell, del Brookhaven National Laboratory, usó una fuente de 30 KW con una frecuencia de 75 MHz y produjo esferas luminosas en el interior de un cilindro de vidrio de unos 15 centímetros de diámetro interno. La vida media de la esfera era de 0.5 a 1 segundos.
Los experimentos de Powell se efectuaron a presión constante entre 0.5 y 3 atmósferas. Por debajo de 0.5 atmósferas desaparece rápidamente la descarga. La composición del gas fue una mezcla de nitrógeno en aire (utilizando varias proporciones de O2/N2) con O2 y N2O. A una mayor concentración de N2 la luminosidad era azul poco intenso, mientras que a mayor concentración de O2 la luminosidad es blanca y muy intensa. Con N2O las esferas alcanzaban un diámetro de 50 centímetros y eran anaranjadas con una vida media de dos segundos. Se cree que la energía química de la descomposición del N2O (1 eV por molécula) es probablemente la responsable de una mayor emisión de luz.
Se utilizaron varios tipos de electrodos: Pt, Au, Cu, Zn, Cd, C, Sn, W y Al. La temperatura de las esferas fue de aproximadamente dos mil a dos mil 500° K.
Los laboratorios de investigación de la Bendix han logrado crear pequeñas regiones de plasma enfocando microondas en un volumen pequeño. Sin embargo, estas bolas de luz no se mueven como las centellas.
La Radio Frequency Company Incorporated de Medfield, Massachussets tiene un programa para la formación de centellas en el laboratorio. Dentro de una caja de aluminio se hacen incidir ondas electromagnéticas a una frecuencia resonante. Se han obtenido centellas de unos 35 centímetros de diámetro, que desaparecen cuando se deja de irradiar energía.
Todas las características de las centellas de las cuales hemos hablado en estas líneas las hacen un fuerte candidato para explicar varios reportes de OVNIS, como aquellos en los que los aviones son perseguidos por “bolas de luz”. Los aviones forman a menudo fuertes cargas netas debido al contacto con la nieve, lluvia o partículas de polvo y estas cargas pueden atraer a las centellas.
Un mejor estudio y comprensión en el campo de las centellas nos puede dar mucha luz en la desmitificación del fenómeno OVNI.
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Este artículo apareció publicado originalmente en “Cuadernos de Ufología” No. 7, Segunda Época, Santander, España, enero de 1990, págs. 4-18. Forma parte de la tesis de maestría para optar por el título en Especialista en Estadística por parte del Instituto de Investigación en Matemáticas Aplicadas y Sistemas, UNAM: “Análisis discriminante para una población de fenómenos aéreos anómalos”.
* Éste es el término correcto en español, aunque no es el de mayor uso en la jerga científica internacional. Se conoce también con los nombres de globular lightning, fire ball, ball of fire, lightning ball, ball lightning, electric meteor, foo-fighter, UFO, flying saucer, clipeus ardentes, telum igneum fulmineum, Ignis fulmineus, kugelblitz, blitzkugel, krauts fireballs, klotblixtar, kugelynet, boules de feu, globulaire de feu, foudre spherique, globes de feu, tonnerre en boule, coup de foudre en boule, foudre globulaire, éclair en boule, éclair fulgurant, fulmini globulaire, soucoupe volante, sharovoyi molnii, relámpago globular, globo de fuego, bolas relámpago, relámpago esférico, relámpago en bola, rayo fulgurante, meteoros eléctricos, cazas de fuego, bola de fuego, salamandras, actinios, platillos volantes, OVNIS…
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