La comunidad científica ha ponderado durante mucho tiempo la causa de los rayos. Incluso hoy en día, es objeto de una gran cantidad de investigación científica y teorización. Esta explicación es la teoría más aceptada:
Los rayos comienzan como cargas estáticas en una nube de lluvia. Los vientos dentro de la nube son muy turbulentos. Las gotas de agua en la parte inferior de la nube se atrapan en las corrientes ascendentes y se elevan a grandes alturas donde la atmósfera mucho más fría las congela. Mientras tanto, las corrientes descendentes en la nube empujan el hielo y bajan desde la cima de la nube. Donde el hielo que cae se encuentra con el agua que sale, los electrones se eliminan.
Esto sucede debido a la carga por fricción, lo mismo cuando frotas un globo de goma contra tu cabello. Las partículas más pesadas tienen mayor afinidad electrónica, por lo tanto, se cargan negativamente, mientras que las partículas más pequeñas con afinidad electrónica más baja se cargan positivamente.
Las gotas más pequeñas cargadas positivamente se transportan más arriba de la nube, mientras que la porción más grande y congelada de las gotas con su carga negativa tiende a gravitar hacia el fondo de las nubes de tormenta. Así, las nubes se polarizan aún más.
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La polarización de las nubes tiene un efecto igualmente importante en la superficie de la Tierra. El campo eléctrico de la nube se extiende a través del espacio que lo rodea e induce el movimiento de electrones sobre la Tierra . Los electrones en la superficie exterior de la Tierra son repelidos por la superficie inferior de la nube con carga negativa. Esto crea una carga opuesta en la superficie de la Tierra. Los edificios, los árboles e incluso las personas pueden experimentar una acumulación de carga estática a medida que los electrones son repelidos por el fondo de la nube.
Así que ahora tenemos algo como esto: 
Al aire libre
Luego, a medida que aumenta la acumulación de carga estática, también lo hace el campo eléctrico hasta que se vuelve lo suficientemente alto como para comenzar a ionizar el aire debajo de la nube; Permitiendo la formación de plasma que conduce.
Un rayo comienza con el desarrollo de un líder paso a paso . El exceso de electrones en la parte inferior de la nube comienza un viaje a través del aire que conduce al suelo a velocidades de hasta 60 millas por segundo. Estos electrones siguen caminos en zigzag hacia el suelo, que se ramifican en varios lugares.
A medida que los electrones del líder escalonado se acercan a la Tierra, hay una repulsión adicional de los electrones hacia abajo desde la superficie de la Tierra. La cantidad de carga positiva que reside en la superficie de la Tierra se vuelve aún mayor. Esta carga comienza a migrar hacia arriba a través de edificios, árboles y personas en el aire. Esta carga positiva ascendente, conocida como serpentina , se acerca al líder del paso en el aire sobre la superficie de la Tierra. Una vez que se establece contacto entre el transmisor y el líder, se traza un camino de conducción completo y comienza el rayo.
En cuanto al trueno
En una fracción de segundo, los rayos calientan el aire a temperaturas increíbles, con temperaturas tan altas como 54,000 ° F (30,000 ° C). ¡Eso es cinco veces más caliente que la superficie del Sol!
El aire caliente se expande explosivamente, creando una onda de choque, ya que el aire circundante se comprime rápidamente. El aire se contrae rápidamente a medida que se enfría. Esto crea un sonido CRACK inicial, seguido de ruidos mientras la columna de aire continúa vibrando.
Como mencioné anteriormente, hay muchas teorías para la ionización de una nube de lluvia; Curiosamente, hay uno que indica que los positrones o “anti-electrones” podrían ser la causa de esto.
el dibujo muestra que antes de los rayos, las partículas positivas y negativas se mezclan en toda la nube 
Al aire libre