佛羅里達理工學院的物理學和空間科學教授約瑟夫·德懷爾（Joseph Dwyer）也一直在思考同樣的問題。
您的問題觸及了科學界最大的謎團之一：是什麼導致了閃電？數十年來對雷暴內部電場的測量未能發現足夠大的電場來引發火花，即使考慮到降水的影響也是如此。既然我們知道閃電確實會發生——事實上，它每天大約會襲擊地球四百萬次——那麼我們一定在理解上遺漏了一些東西。
俄羅斯列別捷夫物理研究所的物理學家亞歷克斯·V·古列維奇（Alex V. Gurevich）及其合作者提出的機制表明，高能宇宙射線（起源於銀河系中途爆炸的恆星）產生的大量高能粒子簇的運動可能會提供一條引發閃電的導電路徑。確實有一些被稱為火花室的粒子探測器利用了這一原理。在火花室中，在一個充滿氣體的小間隙上施加非常大的電壓。只要有一些自由電子啟動整個過程，產生的電場就足以使間隙擊穿（或產生火花）。想想準備從山坡上滾落的鬆散岩石。為了引發雪崩，需要的只是第一塊滾動的岩石。類似地，當一個帶電粒子（第一塊岩石）穿過間隙時，它留下的電離會引發火花，這或多或少地沿著粒子的路徑。對於這類探測器，火花的位置可用於識別帶電粒子何時何地穿過。
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另一方面，雷暴和閃電的情況略有不同。與火花室不同，雷暴內部的電場似乎不足以引發火花，因此為了讓古列維奇的機制發揮作用，他不得不假設有許多帶電粒子同時穿過風暴。由於宇宙射線氣簇本身產生的粒子不夠，古列維奇假設雷暴透過一種稱為“失控擊穿”的奇異過程，透過增加高能電子的數量來增強宇宙射線簇。
當電子在空氣中移動時所受的阻力小於作用在它們身上的電力時，就會發生失控擊穿。在這種情況下，電子會“失控”，獲得大量的能量。當失控的電子與空氣分子碰撞時，它們會產生其他失控的電子以及 X 射線和伽馬射線，從而導致高能粒子雪崩。不要把它們想象成滑坡中的岩石，而是把失控的電子想象成在暴風雲中撕開一條通道的彈片。根據古列維奇模型，這條導電路徑是導致閃電的原因。
失控擊穿可以產生大量高能電子，以及 X 射線和伽馬射線。有趣的是，我們知道失控擊穿對於雷暴內部已經看到的低電場有效。我們也知道它有時會在閃電之前發生，因為我們可以看到從雷暴中射出的巨大 X 射線和伽馬射線爆發。事實上，這些伽馬射線能量如此之高且如此之明亮，以至於人們在地球表面上方 600 公里（373 英里）的太空中觀察到了它們。
那麼，所有這一切是否可以歸結為宇宙射線是閃電的原因？目前沒有人能確定。
一些研究人員，包括我自己，對這種機制表示懷疑，原因是一些技術問題。例如，為了讓閃電傳播，它必須形成一個熱的導電通道。該通道就像一根金屬線，允許非常大的電流流動。很難理解由氣簇和失控擊穿產生的大型漫射放電如何產生這樣一個只有幾釐米寬的熱通道。已經提出了閃電引發的替代解釋，包括一些涉及來自水和冰粒的傳統擊穿的解釋，以及其他涉及沒有宇宙射線的不同形式的失控擊穿的解釋。科學家們正忙於研究模型和實驗，以檢驗所有這些想法的有效性。