Sét hòn, còn gọi là bóng sét hay sét cầu, là một quả cầu phát sáng xuất hiện trong hoặc ngay sau cơn giông, thường to cỡ quả bưởi, trôi lơ lửng vài giây rồi tắt lịm hoặc nổ đánh "bụp". Đây không phải chuyện bịa: có hàng nghìn lời kể từ nhiều nước, trong đó có cả nhà khoa học, phi công và kỹ sư điện. Nhưng đến nay giới vật lý vẫn chưa có một lời giải thích được tất cả cùng chấp nhận về việc quả cầu ấy làm bằng gì và vì sao nó tồn tại lâu đến thế.
Cái khó nằm ở chỗ sét hòn hiện ra bất ngờ, ở chỗ không ai đặt máy đo sẵn, và biến mất trong chớp mắt. Phần dưới kể lại những gì người chứng kiến mô tả giống nhau, lần hiếm hoi máy móc bắt được nó, các giả thuyết đang cạnh tranh, và điều nên làm nếu bạn gặp hiện tượng này giữa cơn giông.
Người chứng kiến mô tả sét hòn ra sao
Khi gom hàng nghìn lời kể lại, các nhà nghiên cứu thấy có một bức tranh chung khá ổn định. Quả cầu thường có đường kính từ vài centimet đến vài chục centimet, phổ biến nhất là cỡ quả bóng bàn đến quả bóng đá. Màu được kể nhiều là trắng, vàng, cam hoặc đỏ, đôi khi xanh lam. Độ sáng được ví như một bóng đèn sợi đốt, đủ thấy rõ nhưng không chói như tia sét thường.
Thời gian tồn tại là điểm khiến giới vật lý đau đầu nhất: phần lớn lời kể nói từ một đến vài giây, có khi tới chục giây. Trong khi đó, một tia sét bình thường chỉ kéo dài phần nhỏ của giây, và một khối khí bị nung thành plasma ngoài không khí sẽ nguội đi gần như tức thì. Quả cầu thường trôi ngang, chậm, cách mặt đất không cao, có lúc đi dọc dây điện hay hàng rào kim loại, có lúc lọt qua cửa sổ đang mở vào trong nhà.
Kết thúc cũng nhiều kiểu: tắt lặng lẽ, vỡ thành tia lửa nhỏ, hoặc nổ kèm mùi khét, mùi như ozone hay lưu huỳnh. Một số trường hợp để lại vết cháy sém, thiết bị điện hỏng. Phần lớn lời kể gắn với giông có sét đánh gần đó, nhưng cũng có lời kể không thấy tia sét nào. Chính sự đa dạng này khiến nhiều người nghĩ "sét hòn" có thể là tên chung cho vài hiện tượng khác nhau chứ không chỉ một.
Lần hiếm hoi máy đo bắt được một quả sét hòn
Suốt thế kỷ 20, gần như mọi dữ liệu về sét hòn đều là lời kể và vài bức ảnh khó kiểm chứng. Bước ngoặt đến tháng 7/2012 trên cao nguyên Thanh Hải, Trung Quốc. Một nhóm nhà vật lý của Đại học Sư phạm Tây Bắc đang đặt máy quay tốc độ cao và máy đo quang phổ để nghiên cứu tia sét thường, thì một tia sét đánh xuống đất cách đó chừng 900 m và để lại một quả cầu sáng bay lên, di chuyển ngang khoảng 15 m trong hơn một giây rưỡi.
Máy quang phổ ghi được ánh sáng từ quả cầu, và kết quả công bố năm 2014 trên tạp chí Physical Review Letters cho thấy trong đó có vạch phát xạ của silic, sắt và canxi, đúng những nguyên tố có nhiều trong đất ở chỗ sét đánh. Độ sáng của quả cầu còn dao động đều đặn khoảng 100 lần mỗi giây, trùng với tần số lưới điện 50 Hz của đường dây cao thế gần đó, gợi ý rằng điện trường từ đường dây có thể đã ảnh hưởng tới nó.
Đây là bằng chứng khách quan tốt nhất cho tới nay, nhưng nó chỉ là một quả cầu, sinh ra ở một nơi có đất giàu khoáng và nằm gần đường dây điện. Nó ủng hộ mạnh một giả thuyết, song chưa đủ để nói mọi quả sét hòn đều giống thế, nhất là những quả được kể là xuất hiện trong khoang máy bay kim loại, nơi không có đất đá nào để bốc hơi.
Các giả thuyết chính đang cạnh tranh
Silic bốc hơi cháy chậm. Năm 2000, hai nhà khoa học New Zealand John Abrahamson và James Dinniss đề xuất trên tạp chí Nature: khi sét đánh xuống đất, nhiệt cực lớn tách oxy khỏi silica trong đất, tạo hơi silic. Hơi này ngưng lại thành những hạt nano kết thành chuỗi, rồi cháy chậm trở lại thành silica khi gặp oxy trong không khí, phát sáng suốt vài giây. Quang phổ năm 2012 là chỗ dựa lớn nhất của ý tưởng này.
Vi sóng bị giam. Nhà vật lý Pyotr Kapitsa từ thập niên 1950 cho rằng quả cầu được "nuôi" bởi năng lượng vi sóng sinh ra trong cơn giông, và một số mô hình sau này hình dung một bong bóng plasma giam sóng điện từ bên trong. Giả thuyết này giải thích được chuyện sét hòn xuất hiện sau tấm kính hay trong máy bay, nhưng chưa có phép đo nào bắt được nguồn vi sóng như thế trong tự nhiên.
Ảo giác do từ trường. Năm 2010, hai nhà vật lý ở Đại học Innsbruck (Áo) tính rằng từ trường biến thiên mạnh của những tia sét đánh lặp lại gần người có thể kích thích vỏ não thị giác, khiến người đó thấy đốm sáng không có thật. Ý tưởng này có thể đúng với một phần lời kể, nhưng không giải thích được quả cầu đốt cháy đồ vật hay được nhiều người cùng thấy, cũng không giải thích được quả cầu mà máy quay ghi lại.
Plasma tự tổ chức. Một nhóm mô hình khác xem sét hòn là khối plasma hoặc xoáy khí ion hoá có cấu trúc tự ổn định, giữ năng lượng lâu hơn plasma thường. Các mô hình này hấp dẫn về lý thuyết nhưng phần lớn vẫn nằm trên giấy, chưa ai tạo được một khối như thế bền vài giây ngoài trời.
Phòng thí nghiệm đã tạo được gì
Nếu tạo được sét hòn theo ý muốn, câu đố sẽ dễ giải hơn nhiều. Năm 2007, các nhà nghiên cứu ở Brazil cho dòng điện mạnh phóng qua tấm silic mỏng và thu được những quả cầu sáng nhỏ cỡ quả bóng bàn, lăn trên sàn và tồn tại tới vài giây, phù hợp với ý tưởng silic cháy chậm. Ở nơi khác, người ta dùng lò vi sóng biến tính hoặc phóng điện qua mặt nước để tạo những khối sáng tồn tại phần nhỏ của giây đến dưới một giây.
Điểm chung của các thí nghiệm này là chúng tạo ra thứ giống sét hòn về hình dáng, nhưng nhỏ hơn, ngắn hơn hoặc cần điều kiện khác hẳn ngoài trời. Không ai biết chắc chúng là cùng một hiện tượng hay chỉ là những "người họ hàng" có dáng tương tự. Cũng vì vậy, nhiều nhà khoa học nghiêng về khả năng có vài cơ chế khác nhau cùng tạo ra những quả cầu sáng mà người ta gọi chung là sét hòn.
Đây là tình huống khá điển hình của một bí ẩn tự nhiên thật sự: không thiếu ý tưởng, cũng không thiếu bằng chứng gián tiếp, chỉ thiếu những lần quan sát có máy đo đặt đúng chỗ. Các mạng camera theo dõi sét và máy quang phổ đặt cố định ở vùng nhiều giông, kể cả ở châu Á, đang được kỳ vọng sẽ bắt thêm những quả cầu như lần năm 2012.
Sét hòn khác gì những thứ hay bị nhầm
Không phải đốm sáng nào trong cơn giông cũng là sét hòn. Bảng dưới giúp phân biệt với vài hiện tượng hay bị gọi nhầm:
| Hiện tượng | Trông ra sao | Thời gian | Đã hiểu rõ chưa |
|---|---|---|---|
| Sét hòn | Quả cầu sáng trôi chậm, sát mặt đất hoặc trong nhà | Một đến vài giây | Chưa, còn nhiều giả thuyết |
| Lửa thánh Elmo | Quầng sáng xanh tím bám đầu cột buồm, cánh máy bay, chóp nhọn | Có thể kéo dài nhiều phút | Rồi: phóng điện vầng quang ở vật nhọn |
| Tia lửa từ đường dây, trạm biến áp | Chớp sáng xanh trắng, có thể nổ | Phần nhỏ của giây | Rồi: sự cố điện, chập mạch |
| Ảnh lưu trên võng mạc | Vệt hay đốm sáng còn lại sau khi nhìn tia sét chói | Vài giây, đi theo hướng mắt nhìn | Rồi: đặc tính của mắt |
Mẹo nhận biết nhanh: ảnh lưu trên võng mạc luôn "dính" theo mắt khi bạn quay đầu, còn một vật sáng thật ngoài kia thì đứng yên hoặc trôi theo đường riêng. Lửa thánh Elmo không trôi đi mà bám chặt vào vật nhọn.
Nếu gặp sét hòn thì làm gì
Vì quá hiếm, chưa có thống kê đáng tin về tai nạn do sét hòn, nhưng nhiều lời kể nói nó gây bỏng, làm hỏng đồ điện hoặc nổ gây giật mình. Cách xử lý an toàn nhất là coi nó như một phần của cơn giông: không chạm vào, không đuổi theo, không lấy vật kim loại chọc vào. Đứng yên hoặc lùi ra xa từ từ, tránh đứng giữa quả cầu và các vật dẫn điện như vòi nước, ống kim loại, ổ cắm.
Những nguyên tắc an toàn khi có giông vẫn là thứ quan trọng hơn cả, vì tia sét thường mới là mối nguy phổ biến ở Việt Nam, nhất là ở đồng ruộng, bãi biển và vùng núi: vào nhà hoặc ô tô kín, tránh đứng dưới cây đơn độc, tránh chỗ cao trống trải, không dùng thiết bị cắm điện khi sét đánh gần. Sét hòn không thay đổi các nguyên tắc ấy.
Nếu có điện thoại trong tay và đang ở chỗ an toàn, một đoạn video kèm thời gian, địa điểm, hướng nhìn và mô tả âm thanh, mùi là dữ liệu có giá trị thật với giới nghiên cứu. Rất nhiều lời kể cũ mất giá trị vì không ghi lại được chi tiết nào để đối chiếu.
Câu hỏi thường gặp
Sét hòn có hiếm không, bao nhiêu người từng thấy?
Các cuộc khảo sát ở một số nước cho thấy một phần nhỏ người được hỏi nói từng thấy sét hòn ít nhất một lần, thường ở mức vài phần trăm. Con số này dựa trên lời tự kể nên có thể lẫn những hiện tượng khác, nhưng nó cho thấy sét hòn không quá hiếm như một số người nghĩ, chỉ là hiếm khi được ghi lại bằng máy móc.
Sét hòn có thể đi xuyên qua cửa kính không?
Có những lời kể nói quả cầu hiện ra phía trong cửa kính đóng kín, thậm chí trong khoang máy bay. Đây chính là chi tiết giả thuyết silic khó giải thích, và là lý do các mô hình dùng sóng điện từ được đưa ra. Chưa có phép đo nào xác nhận chuyện đi xuyên kính, nên hiện vẫn chỉ là mô tả của người chứng kiến.
Sét hòn có nóng không, có đốt cháy được đồ vật không?
Lời kể rất khác nhau: có người đứng gần không thấy nóng, có trường hợp để lại vết cháy sém trên rèm, gỗ hay làm chảy dây điện. Sự khác biệt này là một lý do khiến nhiều nhà khoa học nghĩ có thể có vài loại sét hòn với năng lượng khác nhau. Dù thế nào, không nên chạm vào.
Có ảnh hay video thật về sét hòn không?
Có nhiều ảnh và video được giới thiệu là sét hòn, nhưng phần lớn khó kiểm chứng vì có thể là tia lửa điện, đèn, lóa ống kính hoặc ảnh dựng. Đoạn ghi năm 2012 ở Thanh Hải kèm dữ liệu quang phổ được xem là bản ghi khoa học đáng tin nhất cho tới nay vì có máy đo chuyên dụng và được công bố trên tạp chí có bình duyệt.
Sét hòn có liên quan gì tới vật thể bay không xác định không?
Một số nhà nghiên cứu cho rằng vài lời kể về đốm sáng lạ trên trời trong thời tiết giông có thể là sét hòn hoặc các hiện tượng điện khí quyển khác bị nhận nhầm. Điều đó nghĩa là nhiều "đốm sáng lạ" có lời giải tự nhiên, không phải bằng chứng về khách lạ ngoài Trái Đất.
Vì sao các nhà khoa học vẫn chưa giải được bí ẩn này?
Vì không thể đoán trước sét hòn xuất hiện ở đâu và khi nào, nên gần như không có cơ hội đo đạc có chuẩn bị. Muốn kiểm chứng một giả thuyết cần đo nhiệt độ, thành phần, điện trường của chính quả cầu, mà điều đó mới làm được một phần đúng một lần. Thí nghiệm trong phòng thì chưa tái tạo được bản đầy đủ.