세기의 미스터리가 해결되었습니다: 번개는 어디에서 오는가?

(댄 트리) - 번개는 폭풍이 올 때마다 하늘에서 흔히 볼 수 있는 현상이지만, 그 기원은 수 세기 동안 과학자들에게 의문을 제기해 왔습니다.

번개는 매우 길게 지속될 수 있습니다. 현재 기록은 2017년 텍사스에서 캔자스까지 이어진 번개로, 길이가 829km(520마일)에 달했습니다(사진: 게티).

번개는 수세기 동안 신화와 전설로 설명되는 신비한 자연 현상이었습니다.

현대 과학은 번개가 공기 중을 흐르는 거대한 전류라는 사실을 밝혀냈지만, 그 깊은 기원은 여전히 큰 의문으로 남아 있습니다.

이제 펜실베이니아 주립 대학(미국)이 이끄는 국제 과학자 팀이 그 답을 발표하면서, 실제 번개가 나타나기 전에 구름 내부에서 일어나는 복잡하고 조용한 일련의 반응 과정을 밝혔습니다.

지구물리학 연구 저널: 대기 에 실린 새로운 연구에 따르면, 번개는 갑작스러운 전기 방전이 아닙니다.

그 대신, 그 과정은 우주선(우주에서 온 고에너지 입자가 지구 대기와 충돌하는 것)으로 시작됩니다.

이 광선들이 뇌운을 통과하면서 빠르게 움직이는 전자를 생성합니다. 구름의 강한 전기장(얼음과 물 입자의 충돌로 생성됨)에서 이 전자들은 더욱 가속되어 질소나 산소와 같은 공기 분자와 충돌하면서 X선과 고에너지 광자를 생성합니다.

이 과정은 "곡물 눈사태"에 비유되는데, 최초의 곡물이 일련의 새로운 곡물 형성을 촉발하고 결국 번개가 형성되게 됩니다.

놀라운 점은 이 모든 반응이 빛이나 천둥 없이 일어나서, 번개가 실제로 치기 전까지 사람들은 아무것도 알 수 없다는 것입니다.

번개의 원리에는 아직도 설명되지 않은 미스터리가 있습니다(사진: 게티).

연구팀을 이끈 빅터 파스코 교수는 "이것은 구름 속의 X선, 전자, 전기장을 연결하여 자연에서 번개가 어떻게 형성되는지 설명하는 완전한 정량적 모델을 처음으로 구축한 것입니다."라고 말했습니다.

가설을 검증하기 위해 연구팀은 위성, 지상 센서, 특수 항공기에서 얻은 실제 데이터와 컴퓨터 시뮬레이션을 결합했습니다.

결과는 이 모델이 현장 관측 결과와 완벽하게 일치한다는 것을 보여주었으며, 특히 지구 감마선 폭발(천둥이나 번개를 동반하지 않지만 뇌우 중에 자주 나타나는 강력한 방사선 폭발)의 경우 더욱 그렇습니다.

이는 섬광이 없이도 "번개"가 발생하는 이유를 설명합니다. 반응이 매우 작은 양으로 발생하여 때로는 육안으로는 볼 수 없고 인간의 귀로는 들을 수 없는 약한 X선만 생성하기 때문입니다.

연구팀이 "광전 피드백 방전"이라고 부르는 이 모델은 2023년에 처음 발표되었으며 이제 검증되었습니다.

이번 발견은 익숙한 자연 현상에 대한 새로운 이해를 제공할 뿐만 아니라, 우주가 지구 기후에 미치는 영향과 기본 입자와 자연 전자기 환경 간의 상호 작용에 대한 새로운 연구 방향을 제시합니다.

이는 기상 예보, 재난 경고, 항공 안전에 응용할 수 있는 중요한 진전입니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/bi-an-the-ki-duoc-giai-dap-set-hinh-thanh-do-dau-20250807081406642.htm