만화나 영화에서 벼락이치는 장면을 보면 항상 지그재그의 형태를 띠고 있다. 실제 폭우가 쏟아지는 날 번갯불을 봐도 그 모습은 동일하다. 이 같은 번개의 모습은 국가와 지역을 막론하고 전 세계 어디서나 똑같다.

번개를 과학적으로 설명하면 공기 속에서 일어나는 일종의 불꽃 방전 현상이다. 뇌운의 아래쪽에 모인 음전하와 지면으로 유도된 양전하 사이에 수억V에 달하는 초고전압이 걸리는 것.

공기는 원래 돌이나 고무처럼 전기가 통하지 않는 절연체지만 고전압이 걸리게 되면 이온화되면서 절연 파괴가 일어나 전류가 흐를 수 있는 물질로 바뀐다.

그런데 전기는 저항이 상대적으로 적은 최단거리를 통과해 이동하려는 습성이 있다. 같은 이유로 번개 또한 공기 중에서 절연성이 가장 낮은 곳, 다시 말해 이온화가 잘 이루어진 곳을 찾아 지면으로 떨어지게 된다.

즉 육안으로는 대기 중의 공기가 모두 동일하게 보여도 부분적으로 이온화가 진행된 곳도 있고 습기가 많은 곳도 있기 때문에 번개가 이곳을 찾아 지그재그 형태를 갖게 되는 것이다.

이와 관련, 번개는 단 한번 치는데도 불구하고 천둥소리는 ‘우르릉 쾅쾅’하며 연속해서 들린다. 그 이유는 또 무엇일까. 이는 물리학적 측면에서 이해해야 한다.

천둥은 번개에 의해 공기가 급격히 가열될 때 부피가 폭발적으로 팽창되면서 나는 소리다. 때문에 실제의 천둥은 번개가 한번 칠 때마다 정확히 한 번의 소리가 난다.

이것이 우리 귀에 다르게 들리는 것은 공기 분자에 소리가 굴절되거나 주위의 산, 건물 등으로 인해 복잡하게 반사되면서 생성된 여음이 가미된 탓이다.