Kugelblitze als optische Täuschung?

Forscher erklären das Phänomen Kugelblitz durch die Wirkung von Magnetfeldern auf Gehirn- und Sehzellen

Lichtblitze
Lichtblitze

Innsbruck (Österreich) - Als Kugelblitze werden verschiedene kreisförmige Leuchterscheinungen bei Gewittern bezeichnet, über die vielfältige Berichte von Augenzeugen vorliegen. Die Natur der scheinbaren Feuerbälle gibt Wissenschaftlern bislang Rätsel auf. Physiker der Universität Innsbruck haben nun erstmals berechnet, dass das Magnetfeld langer Blitzentladungen im menschlichen Gehirn den Eindruck leuchtender Kugeln erzeugen könnte. Damit ließen sich viele Beobachtungen von Kugelblitzen erklären.

Josef Peer und Alexander Kendl haben die elektromagnetischen Felder von verschiedenen Blitzen untersucht, die bei Gewittern typischerweise auftreten. Ihre Berechnungen ergaben, dass die Magnetfelder bestimmter lang anhaltender Blitze mit sich wiederholenden Entladungen genau dieselben Eigenschaften haben, wie das in der klinischen und psychiatrischen Praxis gängige Verfahren der Transkraniellen Magnetstimulation (TMS).

Die zeitliche Änderung von ausreichend starken Magnetfeldern verursacht elektrische Felder an den Nervenzellen, die entweder Zellen der Netzhaut oder direkt in der Sehrinde anregen, berichten die Forscher. In beiden Fällen können Leuchteindrücke – sogenannte Phosphene – auftreten. "Aus klinischen Studien mit TMS sind real und hell erscheinende optische Sinneswahrnehmungen in verschiedenen Formen und Farben im Sichtfeld von Patienten und Versuchspersonen bekannt und gut untersucht", erklärt Alexander Kendl.

Neu ist die Erkenntnis, dass auch der nahe Einschlag von Blitzen solche Leuchteindrücke erzeugen könnte. Dabei seien mehrfache Entladungen nötig, damit die Stimulierung lange genug anhält. "Blitze mit wiederholten Entladungen, die über mehrere Sekunden die stimulierenden Magnetfelder erzeugen, sind eher selten und treten nur in etwa einem von hundert Fällen auf", rechnet Kendl vor. "Einem Beobachter, der sich im Abstand von wenigen hundert Metern von einem langen Blitzeinschlag entfernt befindet, kann ein magnetisches Phosphen in Form eines hellen Lichtflecks für einige Sekunden erscheinen." Auch andere Sinneseindrücke wie Geräusche oder Gerüche könnten dabei auftreten.

Peer und Kendl vermuten, dass etwa Hälfte der Berichte über Kugelblitze mit Phosphenen zusammenhängen. Dafür spricht laut Kendl die Einfachheit ihrer Erklärung: "Im Gegensatz zu anderen Theorien, die schwebende Feuerkugeln beschreiben, sind keine neuen und weiteren Annahmen nötig." Wissenschaftler nehmen ohnehin an, dass mehrere Phänomene unter dem Sammelbegriff erfasst sind.

Bislang konnte jedoch noch kein einziger Kugelblitz richtig vermessen werden. Aus diesem Grund sind Forscher bemüht, sie auch im Labor zu erschaffen – in Form von Plasmen in Kugelform. Allerdings sind die künstlichen Blitze bislang sehr kurzlebig und damit noch weit entfernt von den sekunden- und minutenlangen Leuchterscheinungen, von denen Augenzeugen berichten. Ursel Fantz vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching, an dem sich Forscher unter anderem mit kugelblitzähnlichen Experimenten beschäftigen, findet die Arbeit der Innsbrucker Forscher deshalb sehr spannend: „Würden durch eine Blitzentladung tatsächlich solche Sinnestäuschungen induziert, kann man sich natürlich vorstellen, dass die Leuchterscheinungen mitlaufen, wenn man den Kopf bewegt“. Auf diese Weise ließen sich viele physikalisch fragwürdige Beobachtungen erklären: Kugelblitze, die Bäume erklimmen oder durch Wände rollen beispielsweise.

„Aber diese These ist genauso wenig bewiesen, wie Experimente beweisen können, dass es Kugelblitze überhaupt gibt“, meint Fantz. Es handelt sich bisher eben nur um Erklärungsansätze.