閃電是宇宙的高能粒子產生的？

閃電看起來很簡單

天空布滿烏云，霹雷一聲驚雷，抬眼看標的目的遠方，會發現一束或者幾束閃電在天空閃灼或者從天空直擊地面。閃電在天空跳舞，映亮了整個烏云覆蓋的灰暗宿世界，然后天空嘩嘩地下起瓢潑大雨——這是日常糊口中經常發生的打雷下雨的場景。

當閃電發生的時辰，電流是很大的，能將空氣溫度加熱到27700℃，比太陽概況溫度還要超出跨越4倍。高溫導致臨近閃電的空氣俄然膨脹，擠推并使四周的空氣發生猛烈的振動，振動的空氣往別傳播，發出很大的響聲，這就是我們聽到的雷聲。我們經常可以從新聞上看見打雷事后建筑物或者樹木被雷劈開的現象，可見閃電的威力十分驚人。

那么，閃電是什么呢？1752年，美國科學家富蘭克林用聞名的風箏嘗試——在雷雨天用風箏將天上的閃電引到地面，而且對閃電的電流進行了研究，證實了閃電就是一種放電現象。閃電，其實就是電流。

良多同窗做過這樣的小嘗試，籌辦一節電池，一個小燈膽，幾根電線，將電池和燈膽用電線毗連而且構成一個回路，電流就會從電池正極流標的目的電池負極，路子燈膽，燈膽就會變亮。由這個簡單的嘗試我們可以看出，發生電流需要三個部門，電源正極，電源負極，電流的通路。現實閃電發生的過程固然十分復雜，但也必需知足發生電流的這三個前提。

科學家指出，雷暴云較低的部門帶有負電荷，當雷暴云移動的時辰，它能誘導正電荷粒子在地面堆積。地面上的建筑物和樹木能堆積大量的正電荷，所以建筑物和樹木往往能當作為閃電襲擊的方針。我們知道，閃電是直接經由過程空氣傳布的，空氣即是閃電電流的通路。可是空氣是絕緣體，閃電要想經由過程空氣，必需擊穿空氣使其電離釀成導體，而這一過程需要極大的電壓。而我們看到的閃電發光，即是空氣被電離的過程中發出光子所致。

未能證實的假說

閃電一般能發生跨越1億伏特的高壓，然而，科學家們利用航天飛機和熱氣球進行了大量的測量后發現，雷暴云的電場強度很是的小，約半斤八兩于發生閃電所需電場強度的十分之一。這個成果令科學家們十分迷惑，發生閃電所需的高壓是從何而來？

科學家們得出一個共識，必定有一個過程，使得電荷大量集中于雷暴云中，導致雷暴云的電壓急劇增大，最終大到足以發生閃電。基于這個設法，科學家們提出了各類假設。然而閃電的發生是隨機性的，發生的時候、位置、強度都是難以展望的，無法跟蹤測量；再加上儀器制造程度的限制，有的雷電發生的能量極大，有的把大樹劈開，把水泥路城市憑空炸出一個大坑來，儀器怎么能承受呢？所以科學家們很難進行有用的現場不雅測,而且在一個真實的雷暴中，各類情況前提（例如風和電場）都是跟著時候和空間敏捷轉變的，難以節制且過程中的良多現象（例如雷暴云中空氣的對流等）難以詮釋，甚至與一些根本物理學的理解相沖突。嘗試室中模擬真實閃電的發生場景是很堅苦的，成立任何模子與現實的過程城市有很大不同，所以很難去揣度和驗證這些假設是否準確。所以今朝所有相關的假設，都尚未獲得驗證。

被大大都科學家接管的是冰粒子碰撞假說。傳統的冰粒子碰撞假說認為，在雷暴中，冰粒子之間的碰撞可以或許發生足夠多的帶電荷的冰粒子堆積，雷暴云中帶負電的冰粒子下沉，帶正電的冰粒子上升，逐漸形當作龐大的電壓，從而觸發閃電的發生。可是這個理論有良多細節詮釋不清晰，例如電荷的分手過程是如何的，并且冰粒子碰撞最終可否發生如斯大的高壓也受到質疑。

來自宇宙的高能粒子發生閃電

俄羅斯物理學家、莫斯科物理科學與手藝研究所的物理學與天體物理學問題系本家兒任亞歷克斯-古列維奇持久致力于閃電觸發機理的研究，早在1992年，他就提出了宇宙射線碰撞和逃逸分化假說。該假說認為發生于太空中的宇宙射線，轟擊了地球上層大氣，電離大氣層并發生了大量的接近光速的高能離子，形當作高能離子流。這些高能離子流進入雷暴云時，高速碰撞雷暴云里的空氣，致使空氣電離，很多空氣粒子的電子逃逸分化出來，發生了一個擁有大量自由電子的區域，這些自由電子繼續和空氣碰撞，發生更多的電子和離子，跟著不竭的碰撞電離，發生了數目很是復雜的負電離子，最終形當作一個大電場從而觸發閃電。

古列維奇的理論一起頭被科學界廣為駁倒，原因在于宇宙射線可否發生如斯大的感化我們不得而知。可是此刻它越來越受接待。一方面是因為沒有合適的科學理論，另一方面是因為新的不雅察成果與該理論相吻合。例如雷電過程中不雅察到的伽馬射線、無線電脈沖和強烈的X光，這些光線的發生表白宇宙射線極有可能介入了閃電的發生過程。

然而，閃電觸發機理的研究，今朝還僅僅逗留在假設階段，難以進行有用的直接驗證，距離最后的本相，仍然任重道遠。這不禁讓我們感慨，科技如斯發財的今天，一個常見的雷電現象，還沒有獲得詮釋。人類的摸索之路，也許才方才起頭，這條路，將會十分艱辛和漫長。