第一个有关闪电的研究是在18世纪中叶由美国科学家富兰克林完成的，他证实了闪电是一种自然的放电现象。然而，自富兰克林以来，我们对雷电的知识几乎没什么大的进展。比方说，我们至今还不能确定雷雨云最初是如何带电的。似乎由于某种未知原因，空气、云滴、冰雹的运动“合谋”将单个分子中的正负电荷“掰开”了，其中正电荷附着在云层中微小的冰粒上，负电荷附着在稍大的冰粒上。随着对流，小的冰粒被带到上方，大的冰粒在重力作用下下沉，因此它们之间形成了一个电场，闪电其实就是这样的电场在放电。
不过，这其中的许多细节我们都不是很清楚，而最大的一个谜团就是：云层中的电场还没强大到能够自发放电，所以还需要有什么东西来将它激发，换句话说，应该有某种“打火机”的东西在触发整个电场。
科学家最新的观点是，外空间进入大气层的宇宙射线担当了这个“打火机”。宇宙射线来源于超新星爆发等高能天体物理过程，它们弥漫在宇宙中，不断落入地球。如果宇宙射线与空气中的分子发生碰撞，就能产生一些基本粒子，这些基本粒子会再与其他空气分子碰撞，产生电离，生成电子束。在雷雨云的云层电场中，电子束如同在粒子加速器中一样会被加速，于是引发了更高能量的碰撞过程，大量高能电子逃逸触发了闪电。
这一过程会产生x射线和γ射线。如今，人造卫星已经在雷雨云里探测到这些爆发的射线，从而证实了科学界这一最新观点。
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