Dit is hoe donder eruit ziet

Onderzoekers van het Texaanse Southwest Research Institute hebben een koperen draadje vastgemaakt aan een raket en daarmee hebben ze precies op de plaats waar ze dat wilden een bliksemschicht laten ontstaan. Met deze voorspelbaarheid konden ze een reeks microfoons op de bliksem richten en de geluidsgolven met nog nooit vertoonde precisie vastleggen.

De wetenschap is een hoop vooruit gegaan sinds 1752, maar wanneer het op bliksem aankomt, zitten we nog in het tijdperk van Benjamin Franklin. Hij beweest het bestaan van positieve en negatieve ladingen van electriciteit door een metalen ring met een vlieger in de lucht te hangen tijdens een onweersbui. Het is overigens een godswonder dat hij dit experiment heeft overleefd.

In plaats van vliegers schieten we nu raketten de lucht in. Hoewel dit voelt als vooruitgang, is het principe achter het experiment hetzelfde. Maher A Dayeh, een onderzoekswetenschapper verbonden aan het experiment, zegt dat hij inderdaad ook vaak met Franklin wordt vergeleken. Ik vroeg hem via email waarom hij de akoestische eigenschappen van bliksem bestudeert.

"Onder andere om de oorsprong van bliksem te begrijpen," zegt Dayeh. "Bijvoorbeeld om te begrijpen welke processen ervoor zorgen dat bliksem ontstaat."

Al ervaren we bliksem vaak als één, heel erg snel, fenomeen, is het eigenlijk een proces van meerdere gebeurtenissen. Als elektrostatische ladingen in de wolken opbouwen, ontstaan vertakkende elektrische stroompjes die naar de grond schieten. Die worden de "step leaders" genoemd en ze openen een kanaal waardoor de echte bliksemschicht heengaat. We weten nog niet of die leader geluid maakt, maar Dayeh denkt een manier te hebben gevonden om daar achter te komen.

Hij ging met zijn team van onderzoekers naar de Amerikaanse staat Florida, waar heel veel onweer voorkomt. Ze bouwden een systeem van vijftien microfoons die één meter van elkaar staan en op 95 meter afstand van het lanceerplatform. Zodra de raket is gelanceerd is het alleen wachten op een knal.

Zo ziet een door de onderzoekers opgewekte bliksem eruit:

"Het rode geeft de hoogste akoestische druk aan die door het 'oor' van het microfoonsysteem is opgevangen," aldus Dayeh. "Het blauw en groen wordt veroorzaakt door het achtergrondgeluid en weerkaatsingen vanaf de grond."

Dayeh legt uit dat hoe we het geluid van het onweer ervaren, voornamelijk afhangt van onze afstand van het onweer. Van dichtbij klinkt onweer als een luide knal, maar van wat afstand lijkt het meer op gerommel. Dit komt doordat de akoestische eigenschappen van de verschillende fases van de bliksem overlappen.

"Naarmate je verder weg staat, wordt het complexer het geluid door het doorgeven ervan wordt veranderd," zegt hij. "Dit moet nog verder onderzocht worden."

Het experiment met de raket was meer een proof of concept voor verdere experimenten. De onderzoekers zullen hun bevindingen deze week presenteren tijdens een gezamenlijke conferentie van de Amerikaanse en Canadese gemeenschap van geofysici in Montreal.

Mijn persoonlijke onderzoek naar donder en bliksem is nooit verder gekomen dan het tellen van de secondes tussen die twee. Ik ben blij dat nu een echte wetenschapper bevestigt dat die methode "erg betrouwbaar" is. Dayeh legt uit dat, met een geluidssnelheid van ongeveer 343 meter per seconde, drie seconden ongeveer overeenkomt met een kilometer.

Maar als je de bliksem dichterbij wil hebben—en alleen als je het écht dichterbij wil—kun je de raketmethode gebruiken.