Учените все още не знаят какво предизвиква искрата по време на гръмотевична буря. Последните опити да се открие отговор на тази загадка само довеждат до повече въпроси.
Трудно е за вярване, че все още не разбираме как се образуват светкавиците, но това е факт.
Известна е историята на Бенджамин Франклин, който е бил един от първите поинтересували се от светкавиците. Той правилно заключил, че светкавицата е естествен електричен заряд – това било по времето, когато електричеството все още било нещо ново – но не е ясно дали неговият експеримент с хвърчилото и ключа през 1752г е доказал нещо на практика, защото според собственото описание на Франклин, хвърчилото било пуснато от прозорец.
В известен смисъл не сме напреднали кой знае колко от тогава. Учените все още не могат да докажат как светкавицата се заражда. По някакъв начин движението на въздуха, облаците и дъжда (частици лед на тази височина) успяват да отделят положителните от отрицателните заряди на молекулно ниво. Изглежда, че ледените частици придобиват електричен заряд когато се сблъскват, също както триенето може да създаде статично електричество. Някак обаче по-малките частици приемат положителен заряд, докато по-големите – отрицателен. Когато малките частици се издигнат нагоре от въздушните течения, големите падат надолу повлияни от гравитацията, в който момент зарядът им се отделя и създава електрично поле.
Светкавицата освобождава това електричество. Тя е като огромна искра, която прескача между небето и земята. Макар много от подробностите за този процес да не са ясни, една от най-големите загадки е кое предизвиква искрата. Електричните полета измерени в облаците не са достатъчно големи, за да предизвикат такова спонтанно освобождаване на енергията, следователно трябва да има нещо, което да „запалва” светкавиците. Едно от предложенията на учените е, че тази сила са космическите лъчи, които навлизат в атмосферата от космоса. Когато е разгледана по-подробно, тази идея се оказва не това, което сме си мислели.
Космическите лъчи – предимно протони и електрони – преминават през космоса, създадени при изключително мощни процеси като например свръхнова, и постоянно обстрелват Земята. Ако космически лъч се сблъска с въздушна молекула, това може да изхвърли частици от ядрото й. Те от своя страна реагират с другите молекули, йонизират ги и създават дъжд от електрони.
През 1997г руският учен Александър Гуревич и неговите колеги в Москва предлагат възможен сценарии, според който космическите лъчи пораждат светкавиците. В електричното поле на гръмотевичните облаци тези електрони се ускоряват, също като частиците в ускорителя на частици, създавайки още повече сблъсъци между тях, неминуемо водейки до светкавица. Очаквано било този процес да произвежда също рентгенови и гама-лъчи и понеже подобни лъчения били засичани от сателитите по време на гръмотевични бури, идеята на Гуревич изглеждала правдоподобна.
Ако теорията за космическите лъчи е вярна, електроните би трябвало да генерират също така радио вълни, които бихме могли да засечем на земята. Преди три години Джоузеф Дайър от Технологичния институт във Флорида започнал да се опитва да засече такива радио сигнали, както и използвал детектори на частици, за да търси частиците, които се предполага, че създават сблъсъците с космическите лъчи. Това и други подобни проучвания продължават да се провеждат дори и в този момент във Флорида.
Междувременно обаче Дайър обединява сили с Леонид Бабич и неговите колеги от руския Федерален ядрен център в Саров, за да задълбаят заедно в теорията на Гуревич. Те си задали въпроса дали прилива от високо заредени космически лъчи, заедно с потоците от прииждащи електрони са достатъчни, за да предизвикат светкавица.
За да отговорят на това учените работели по математически уравнения, пресмятайки шансовете за сблъсъци с космическите лъчи, колко бързо се раждат електроните и електричните полета, които създават. Уравненията са прекалено сложни, за да бъдат решени от човек, но не са проблем за компютрите. Резултатите обаче не са в подкрепа на Гуревич. Електроните, произвеждани от облъчването на космическите лъчи не са способни да създадат такова раздиране на въздуха от електричество.
Надежда обаче все още има. Както дъжда от частици, причиняван от сблъсъка на високо заредените космически лъчи, атмосферата може да бъде наелектризирана също и от ефекта на по-слаби заредените космически лъчи, които са по-често срещани. Когато те се сблъскат с въздушна молекула, резултатът не е изобщо катастрофален: молекулите просто се йонизират. Но постоянното натрупване на такива йонизирани частици в облаците, според тези изчисления, на теория би могло да създаде толкова силно електрично поле, че да доведе до светкавица.
Тази теория все още не е разгледана толкова подробно, но учените смятат, че все още има не малка вероятност космическите лъчи да „запалват” светкавиците.
