Le phénomène bizarre de la “foudre en boule” a une nouvelle explication surprenante

La foudre en boule est l’un des mystères de la nature qui laisse le plus perplexe. Il semble qu’il y ait autant d’explications potentielles que d’observations, mais malgré des décennies d’intérêt intense, aucune ne s’impose.

Selon l’une des hypothèses les plus étranges, ces boules lumineuses ne seraient rien d’autre que de la lumière piégée dans une sphère d’air. Un nouvel article apporte de nouveaux détails à cette proposition, en fixant des paramètres physiques sur ce que pourrait être une telle bulle de lumière.

Depuis des siècles, les gens racontent que des orbes de lumière de la taille d’un pamplemousse se déplacent lentement à une courte distance au-dessus du sol, souvent au milieu d’un orage électrique, et qu’elles persistent pendant une dizaine de secondes avant de disparaître en silence.

Parfois, il y a un effet supplémentaire ou deux. On a dit que certains traversaient la vitre d’une fenêtre fermée. D’autres peuvent s’éteindre avec fracas, ou même laisser derrière eux une odeur de soufre en disparaissant.

Il y a plus de dix ans, Vladimir Torchigin, de l’Académie des sciences de Russie, est arrivé à la conclusion que le phénomène atmosphérique que nous appelons la foudre en boule n’est pas du tout un éclair, mais plutôt des photons qui ricochent à l’intérieur d’une bulle d’air de leur propre fabrication.

Quoi qu’il en soit, l’histoire ne manque pas de témoins oculaires.

Il n’est cependant pas facile de distinguer le mythe des faits et, par le passé, ces témoignages étaient traités avec une bonne dose de scepticisme. Aujourd’hui, les chercheurs font preuve d’un optimisme prudent en pensant qu’il y a probablement quelque chose dans cette multitude d’observations.

Dans les années 1970, le chercheur Stanley Singer, spécialiste de la foudre en boule, a suggéré que tout modèle expliquant le phénomène devait tenir compte de trois caractéristiques essentielles : la durée de la foudre en boule, son mouvement flottant et sa disparition soudaine.

Il y a quelques années, un événement présumé de foudre en boule en Chine a été capturé par hasard sur un spectrographe après qu’un éclair ait frappé le sol, fournissant aux chercheurs une décomposition de son spectre électromagnétique.

Les recherches confirment l’explication de John Abrahamson, ingénieur à l’université de Canterbury, qui a suggéré que l’air incandescent pourrait être le résultat de la vaporisation de matériaux du sol poussés vers le haut par une onde de choc de l’air.

D’autres suggestions imaginent que des nuages d’ions répulsant des charges s’accumulent sur un isolant tel qu’une feuille de verre, ce qui expliquerait les longues durées de vie ainsi que les mouvements de dérive et de “rebond”.

L’idée de Torchigin est aussi simple qu’elle est hautement spéculative. Elle n’a rien à voir avec les ions chargés, mais tout à voir avec la pluie intense de photons émise par un flash lumineux dans notre atmosphère.

Lorsqu’une particule absorbe et émet un rayonnement électromagnétique, elle subit un recul appelé force d’Abraham-Lorentz. En théorie, la lumière qui jaillit d’un éclair provoque une secousse des particules d’air qui absorbent et transmettent le rayonnement électromagnétique.

Cette force n’est pas si impressionnante dans la plupart des circonstances, comme l’admet même Torchigin en déclarant : “[c]es forces sont extrêmement faibles pour les intensités conventionnelles de la lumière, et leur action est à juste titre ignorée”.

Mais l’intensité extrême d’un coup de foudre n’est pas un éclair normal. Qui plus est, ces forces optiques pourraient potentiellement être considérablement amplifiées dans les bonnes conditions.

Ces “bonnes conditions”, selon Torchigin, impliquent la génération d’une fine couche d’air qui réfracte la lumière sur elle-même.

Une fine couche d’air – qui n’est pas sans rappeler le film d’une bulle – pourrait effectivement concentrer la lumière comme une lentille, l’intensifiant suffisamment pour pousser les particules d’air dans une limite et produire une bulle de longue durée, concentrant les photons pendant plusieurs secondes.

Tous les “embryons” d’éclairs en boule n’ont pas réussi, s’éteignant immédiatement faute de lumière ou d’une enveloppe suffisamment fermée. Mais ceux qui resteraient en vie auraient un aspect spectaculaire, car ils suivraient un chemin obsédant à travers pratiquement n’importe quel support transparent.

Vladimir et son collègue de l’Académie des sciences russe, Alexander Torchigin, ont lancé cette idée dans des dizaines d’articles au fil des ans.

L’étude la plus récente de Vladimir sur le sujet combine de nombreuses hypothèses avec des modèles physiques pour déterminer la densité de la lumière et la pression de l’air nécessaires pour produire un indice de réfraction approprié.

Cela n’explique peut-être pas certaines des fins les plus violentes de la foudre en boule, ni les observations spectroscopiques comme celles captées en Chine, ni même nécessairement les odeurs sulfureuses.

Mais elle fournit des chiffres qui pourraient conduire à des expériences nécessaires pour exclure l’hypothèse ou lui donner une base empirique.

Bien entendu, il est tout à fait possible que l’idée de Torchigin ne soit qu’un tas d’air chaud. Mais tant que nous ne serons pas parvenus à un consensus sur ce qui pourrait se cacher derrière ces sphères lumineuses et effrayantes, elle restera l’un des candidats les plus intéressants à la théorie de la foudre en boule.

Cette recherche a été publiée dans Optik.