佛罗里达理工学院的物理学和空间科学教授约瑟夫·德怀尔（Joseph Dwyer）也一直在思考同样的问题。
您的问题触及了科学界最大的谜团之一：是什么导致了闪电？数十年来对雷暴内部电场的测量未能发现足够大的电场来引发火花，即使考虑到降水的影响也是如此。既然我们知道闪电确实会发生——事实上，它每天大约会袭击地球四百万次——那么我们一定在理解上遗漏了一些东西。
俄罗斯列别捷夫物理研究所的物理学家亚历克斯·V·古列维奇（Alex V. Gurevich）及其合作者提出的机制表明，高能宇宙射线（起源于银河系中途爆炸的恒星）产生的大量高能粒子簇的运动可能会提供一条引发闪电的导电路径。确实有一些被称为火花室的粒子探测器利用了这一原理。在火花室中，在一个充满气体的小间隙上施加非常大的电压。只要有一些自由电子启动整个过程，产生的电场就足以使间隙击穿（或产生火花）。想想准备从山坡上滚落的松散岩石。为了引发雪崩，需要的只是第一块滚动的岩石。类似地，当一个带电粒子（第一块岩石）穿过间隙时，它留下的电离会引发火花，这或多或少地沿着粒子的路径。对于这类探测器，火花的位置可用于识别带电粒子何时何地穿过。
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另一方面，雷暴和闪电的情况略有不同。与火花室不同，雷暴内部的电场似乎不足以引发火花，因此为了让古列维奇的机制发挥作用，他不得不假设有许多带电粒子同时穿过风暴。由于宇宙射线气簇本身产生的粒子不够，古列维奇假设雷暴通过一种称为“失控击穿”的奇异过程，通过增加高能电子的数量来增强宇宙射线簇。
当电子在空气中移动时所受的阻力小于作用在它们身上的电力时，就会发生失控击穿。在这种情况下，电子会“失控”，获得大量的能量。当失控的电子与空气分子碰撞时，它们会产生其他失控的电子以及 X 射线和伽马射线，从而导致高能粒子雪崩。不要把它们想象成滑坡中的岩石，而是把失控的电子想象成在暴风云中撕开一条通道的弹片。根据古列维奇模型，这条导电路径是导致闪电的原因。
失控击穿可以产生大量高能电子，以及 X 射线和伽马射线。有趣的是，我们知道失控击穿对于雷暴内部已经看到的低电场有效。我们也知道它有时会在闪电之前发生，因为我们可以看到从雷暴中射出的巨大 X 射线和伽马射线爆发。事实上，这些伽马射线能量如此之高且如此之明亮，以至于人们在地球表面上方 600 公里（373 英里）的太空中观察到了它们。
那么，所有这一切是否可以归结为宇宙射线是闪电的原因？目前没有人能确定。
一些研究人员，包括我自己，对这种机制表示怀疑，原因是一些技术问题。例如，为了让闪电传播，它必须形成一个热的导电通道。该通道就像一根金属线，允许非常大的电流流动。很难理解由气簇和失控击穿产生的大型漫射放电如何产生这样一个只有几厘米宽的热通道。已经提出了闪电引发的替代解释，包括一些涉及来自水和冰粒的传统击穿的解释，以及其他涉及没有宇宙射线的不同形式的失控击穿的解释。科学家们正忙于研究模型和实验，以检验所有这些想法的有效性。