플로리다의 물리학자 조지프 드와이어(Joseph Dwyer)가 번개에 대한 새로운 이론을 내놓았다. 기존의 이론에서 원인으로 제시하는 대기 중의 전기장은 번개를 만들어낼 수 있을 정도로 커질 수 없다는 것. 드와이어는 우주의 고에너지 입자를 연구하고 있었지만 2년전에 (세상에서 번개가 가장 많은 지역 중 하나인) 플로리다로 이사오면서 번개가 폭발적인 감마선과 엑스선을 동반한다는 점에 호기심을 갖게 되었다. 그런 고에너지 방사선은 지구의 대기에 들어오면서 감속되기 때문에 우주에서만 관측가능하다.

대부분의 과학자들은 번개는 대기에 강한 전기장이 축적되어 발생하는 것으로 믿고 있다. 하지만 아무도 실제로 그런 강력한 전기장을 관측한 적이 없음에도 불구하고, 단순히 열심히 찾아보지 않아서 관측된 적이 없을 뿐이라고 치부하고 있다.

드와이어가 폭풍우 내부에서 전기장의 축적과정을 묘사하는 모델에 고에너지 방사를 포함시켰을 때, 놀라운 결과를 얻었다. 감마선과 엑스선을 방사하는 과정이 내부의 전자를 흩어버려 전기장을 약화시켜 번개를 일으킬만큼 전기장을 축적하는 것을 막는다는 것.

번개의 진정한 원리는 아직 수수께끼로 남아있다. 드와이어 박사는 전기장 축적을 제한하는 과정이 실제로는 번개를 발생시키기 충분한 시간동안 전하를 작은 영역에 밀집시키는 것이 아닌가하고 생각하고 있다.

전기장은 뇌우 내부의 상승기류와 하강기류가 서로 지나치면서 마찰에 의해 전자를 방출하는 과정에 의해 충전된다. 이 전자들은 전기장이 충분히 강해져 공기중의 마찰을 극복할 정도가 되면 가속하기 시작하는데, 어떤 전자들은 광속에 가깝게 가속되기도 한다. 그의 모델에 따르면, 이런 고속의 전자들이 다른 입자들과 충돌하면서 감마선이나 엑스선이 전기장으로부터 에너지를 방출할 때까지 점점 더 많은 전자들을 흩어버린다고 한다.

< 출처 : Nature online >
http://www.nature.com/nsu/031110/031110-19.html

<덧>
관심있으신 분들은 Avalanche 현상을 찾아보시길-