Он попытался включить северное сияние вручную: забытый эксперимент финского физика в полярной ночи

Generated by DALL·E

В конце XIX века северное сияние оставалось одной из самых загадочных природных тайн. Люди видели светящиеся дуги и столбы в небе, но не понимали, откуда они берутся. Учёные спорили, выдвигали гипотезы и пытались воспроизвести это явление искусственно. Одним из самых настойчивых исследователей стал финский физик Карл Селим Лемстрём.

Лемстрём родился на юге Финляндии, но в молодости попал далеко за Полярный круг. В 1868 году, будучи аспирантом в Швеции, он участвовал в научной экспедиции на архипелаг Шпицберген. Именно там он впервые увидел северное сияние таким, каким его наблюдают в высоких широтах: не просто как далёкое свечение, а как живое, меняющееся явление. Это впечатление определило его дальнейшую научную работу.

В то время причина появления полярных сияний была неизвестна. Существовали разные версии — от отражения солнечного света до электрических процессов в атмосфере. Некоторые учёные уже пытались создавать «мини-сияния» в лабораториях. Например, швейцарский физик Огюст де ла Рив демонстрировал электрические разряды в разрежённом газе внутри стеклянных трубок. Эти эксперименты давали фиолетовое свечение, которое тогда считали аналогом настоящего сияния.

Лемстрём пошёл другим путём. Он решил, что северное сияние нужно изучать не в лаборатории, а прямо в природе. Его идея заключалась в том, что атмосферное электричество играет ключевую роль, а значит, его можно попытаться усилить искусственно — на вершине горы, в условиях полярной ночи.

В начале 1870-х годов он отправился в Лапландию. Там, на горе Луосмаваара рядом с озером Инари, Лемстрём установил необычное устройство. На вершине горы он закрепил конструкцию из тонких медных проводов с острыми концами, разложенных в виде венка. От неё тянулся длинный провод к гальванометру, который находился в нескольких километрах, а затем — к заземлению в земле.

Эксперимент требовал большого физического усилия. Лемстрём поднимался на гору пешком, в сильный мороз, нёс оборудование, чинил его после обледенения и проводил часы в ожидании результатов. По его собственным описаниям, такие подъёмы повторялись почти ежедневно в течение нескольких недель.

22 ноября 1871 года произошло событие, которое Лемстрём счёл подтверждением своей гипотезы. После замыкания цепи стрелка гальванометра отклонилась, пусть и слабо. В ту же ночь он увидел над вершиной горы вертикальный столб света. Свечение напоминало полярное сияние и, как он утверждал, при наблюдении через спектроскоп давало характерную жёлто-зелёную линию, известную по природным сияниям.

Лемстрём был уверен, что стал свидетелем искусственно вызванного атмосферного явления. Однако его выводы приняли не все. Некоторые коллеги считали, что наблюдавшийся свет мог быть обычным северным сиянием, отражённым от снега или облаков. Сам учёный признавал, что интерпретация остаётся спорной, но продолжал настаивать на своей версии.

Позднее Лемстрём опубликовал результаты своих наблюдений в научных журналах, включая журнал Nature, и выпустил отдельную книгу, посвящённую полярным сияниям. Его теория связывала это явление с электрическими процессами в нижних слоях атмосферы. Со временем она была признана ошибочной. Современная наука объясняет северное сияние иначе: оно возникает, когда частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами кислорода и азота на больших высотах, вызывая их свечение.

Тем не менее эксперименты Лемстрёма не считают бесполезными. Историки науки отмечают, что он был одним из первых, кто попытался воспроизвести природное явление в реальном масштабе, а не в лабораторной модели. Его работа стала частью более широкего научного поиска, который в итоге привёл к современному пониманию космической погоды и взаимодействия Земли с Солнцем.

Сегодня учёные действительно умеют создавать слабые искусственные свечения в верхних слоях атмосферы — например, с помощью радиоволн, направленных в ионосферу. Эти эксперименты не освещают небо так, как природные сияния, но позволяют изучать процессы, о которых Лемстрём мог только догадываться.