하늘 배터리 대결
바로 지금 어딘가에서 번개 한 줄기가 구름을 뚫고 나와 땅으로 세차게 내리꽂히고 있어요. 밝고, 시끄럽고, 이런 일이 일어나는 까닭은 구름이 몰래 불가능하게 들리는 일을 하고 있기 때문이에요. 하늘에 배터리를 만들고 있는 거죠.
번개를 만들려면 성질 좀 있는 구름이 필요해요. 뇌운 안에서는, 6마일 높이까지 뻗을 수 있는 우뚝 솟은 적란운 안에서는, 바람이 고속 탈수 중인 세탁기처럼 마구 휘몰아쳐요. 모래알만 한 얼음 결정들이 구슬만 한 말랑한 우박들과 부딪히고 또 부딪혀요. 1초에 수백만 번이나요.
충돌할 때마다 아주 작은 도둑질이 일어나요. 가벼운 얼음 결정이 무거운 우박에 콩 하고 부딪히면, 그 결정은 전자를 훔쳐요. 전자는 건조기 안에서 양말이 셔츠에 달라붙게 만드는 바로 그 보이지 않는 알갱이예요. 얼음 결정은 훔친 음전하를 지닌 채 구름 꼭대기 쪽으로 떠올라요. 우박은 이제 양전하를 띤 채 구름 아래쪽으로 가라앉아요.
몇 백만 번 충돌하고 나면, 구름은 스스로 두 층으로 나뉘어요. 음전하를 띤 꼭대기와 양전하를 띤 아래쪽이죠. 머리카락에 풍선을 문질렀더니 이제 한쪽이 다른 쪽을 다시 원하게 된 것과 비슷해요. 구름은 거대한 배터리가 되었고, 그 전하들 사이의 공기만이 둘을 갈라놓고 있어요.
하지만 공기는 형편없는 분리막이에요. 전하 차이가 충분히 강해지면, 그러니까 구름 꼭대기와 아래쪽이 그 틈을 사이에 두고 서로에게 소리치는 것처럼 되면, 공기가 무너져요. 전자들이 음전하 구역에서 양전하 구역을 향해 삐죽삐죽한 길을 찢고 나아가며 공기 분자들과 부딪히고, 순식간에 공기를 화씨 50,000도까지 데워요. 그렇게 빛나는 초고온의 통로가 바로 번개예요.
대부분의 번개는 구름 밖으로 나가지 않아요. 그냥 음전하를 띤 꼭대기에서 양전하를 띤 아래쪽으로 번쩍 튀거나, 손가락과 문손잡이 사이의 불꽃처럼 두 구름 사이를 뛰어넘죠. 하지만 번개 네 줄기 중 한 줄기쯤은 다른 길을 택해요. 구름 밑부분의 양전하가 땅속의 양전하를 아래로 밀어내서, 지표면이 잠시 음전하를 띠게 만들어요. 이제 땅과 구름 아래쪽은 서로 반대 전하가 되었고, 반대 전하끼리는 만나고 싶어 해요.
계단식 선도라고 불리는 가늘고 보이지 않는 통로가 구름에서 아래로 슬금슬금 내려와요. 땅을 향해 더듬듯이, 덜컥덜컥 끊어지는 걸음으로요. 가까워지면, 어쩌면 100피트쯤 위까지 내려오면, 땅도 전등 스위치를 향해 뻗는 손가락처럼 작은 불꽃들을 위로 올려 보내요. 둘이 이어지는 순간, 엄청난 전자 흐름이 완성된 길을 따라 빛의 속도의 3분의 1로 쏟아져 내려요. 그것이 우리가 보는 밝은 섬광이에요.
번개는 공기를 너무 빠르게 데워서 공기가 바깥쪽으로 폭발하듯 퍼져 나가게 만들어요. 그 충격파가 천둥이에요. 화씨 50,000도에 공기가 얻어맞는 소리죠. 빛은 소리보다 빠르게 이동하기 때문에, 우리는 우르릉 소리를 듣기 전에 먼저 번쩍이는 빛을 봐요. 번개와 천둥 사이의 초를 세고 5로 나누면, 거리를 마일로 알 수 있어요. 3초였나요? 그 번개는 약 반 마일 떨어진 곳에 떨어진 거예요.
번개 한 줄기는 1초도 채 이어지지 않지만, 한 달 동안 집 한 채에 전력을 공급할 만큼의 에너지를 품고 있어요. 구름은 계속 전하를 뒤섞으며 몇 초마다 새 번개를 끓여 내다가, 폭풍이 스스로 힘을 다할 때까지 이어져요. 그리고 그때, 어딘가 다른 곳에서는 또 다른 구름이 충돌의 춤을 시작해요. 하늘에 또 하나의 배터리를 만들며, 다시 한 번 공기를 찢을 준비를 하는 거죠.
