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这种高能粒子流就在我们的周围，它们会对我们产生何种影响？
目前，我们常认为，太空很遥远，但它其实与我们紧密相连：就在此时此刻，来自太空深处的“碎片”正不断地穿过我们的身体。这些“碎片”就是宇宙射线带来的。
来自高空的辐射
1912年，一位奥地利物理学家发现了宇宙射线，他就是维克托·弗朗西斯·赫斯。
一个了不起的事情是，他在1905年获得了奥地利格拉茨大学的博士学位，当时他只有23岁。之后，他接受了来自维也纳大学的教学职务。那时，居里夫人发现了镭，这对科学界产生了很大影响。于是，赫斯决定去研究物理学中最热门的课题：辐射。他着迷于当时一个尚未解决的问题：一个隔离好的验电器，即使周围没有任何辐射源，它也会时常地检测到电荷。一个合理的推测是，地球上的矿物会产生电离辐射，导致了验电器有了电荷。如果是这样的话，那么在离地面较高的地方，验电器的读数就会减少。
根據上面的推测，科学家们认为，假设地表矿物产生的电离辐射是均匀分布的，那么升高10米后，辐射量就会变为地表辐射的83%。在离地面1000米的高空，辐射量应该只有地表辐射的0.1%。
但事实正好与推算的相反。1910年，法国的科学家西奥多·沃尔夫用验电器在埃菲尔铁塔的底部和顶部进行了测量。他发现，在顶部（离地约300米高）测得的电离辐射更多。
那么，电离辐射的来源是否会是来自天空而不是大地呢？从1911年起，赫斯在3年里带着他的仪器乘着热气球进行了10次升空检测。随着热气球的升高，他发现检测到的辐射量会急速地上升。当他抵达5000米的高空时，读数竟然是地表检测到的2倍多。之后，他发表论文，宣布发现了一种来自于大气层之外的有很强穿透力的辐射。
赫斯需要更多的数据。他曾冒险地进行了一次夜间升空，检测到的辐射量与白天的没有差别。赫斯还在1912年4月17日进行过一次升空。那天，发生了日食，太阳大部分光芒都被月球挡住了。但他检测到的辐射量却没有发生衰减。这就基本就排除了辐射来源是太阳的可能。
于是，赫斯在1913年宣布，辐射不是来自太阳，也不是来自地球的矿物，而是来自宇宙深空。十几年后，赫斯的发现被美国物理学家罗伯特·密立根所证实，而“宇宙射线”这个名词就是由密立根首次提出的。1936年，因宇宙射线的研究工作，赫斯获得了当年的诺贝尔物理学奖。
“东-西效应”
密立根最初认为，赫斯检测的辐射可能是伽马射线，但随后他的假设被证明是错误的。1927年，科学家们发现宇宙射线的强度，会随着观测地纬度的多少而发生变化：赤道的辐射强度最低，两极的辐射强度最高。如果宇宙射线会受到地球磁场的影响，那么就很容易解释这个现象：因为地球的两极磁场最强，带电粒子容易吸引到两极附近。所以，它们可能是一种带电的粒子，而不是某种光子。
1930年，科学家们还检测到，从西边来的宇宙射线，其强度比从东边来的要多。这是因为受到地球磁场的影响，带电的射线会发生偏转。根据高中物理课本中学到的左手定则（判断带电粒子在磁场中的受力方向的定则），带正电的更容易从西边入射过来，带负电的更容易从东边入射过来。上面这种被叫做“东-西效应”的现象说明，宇宙射线不仅带电，而且大部分是带正电。这意味着它们大多数是质子或原子核。
到第二次世界大战结束时，科学家们基本上已经搞清楚了宇宙射线的组成，还发现从各个方向抵达地球的宇宙射线强度是均等的。
大致上，原子核构成了宇宙射线的99%。这其中，约90%是质子，即氢原子核；约9%是阿尔法粒子，即氦原子核，由两个质子和两个中子构成；剩下的1%，则是更重元素的原子核。事实上，宇宙射线中各种元素的构成比例，与宇宙本身的完全相同！
既然构成宇宙射线的99%是原子核，那么剩下的1%呢？科学家发现，这1%绝大部分是普通的电子，而这个令科学家感到奇怪。宇宙各处，基本上有多少质子，就有多少电子。那么，宇宙射线中为什么电子没有占到一半呢？这个问题到目前都无法回答。
极高的能量
许多宇宙射线都有着极高的能量，它们不可能来自于太阳系内。太阳的辐射通常很弱，除非发生了剧烈的活动，例如出现了日冕物质抛射——太阳在几分钟至几小时内向外抛射出一团日冕物质，辐射粒子的能量可达数兆电子伏。即便如此，宇宙射线也比太阳的强很多，能量会在100兆电子伏至10千兆电子伏特之间。
天文学家们认为，宇宙射线可能来自发生在遥远太空中的暴力天文学事件，例如超新星爆发等。然而，仍有一部分宇宙射线的能量高得难以置信，很难对其做出合理的解释。
当我们谈论宇宙射线的能量时，我们其实就是在谈论它们的速度。如果一束宇宙射线的能量有100兆电子伏，那么就意味着它的速度大致为光速的43%，这是极为快速的。然而，许多宇宙射线的能量都达到了10千兆电子伏特，这意味着它们的速度达到了光速的99.6%。
这些超高能的宇宙射线，我们仍然不知道它们疯狂的速度是从哪里得来的。天文学家们曾认为，一些碰撞星系，比如位于乌鸦座的触须星系，是这些宇宙射线的来源，但经过分析后发现它们产生的能量仍不够高。今天，活动星系核则被认为是最有可能的来源。宇宙中有10%的星系，其核心处于活跃状态。活动星系核中存在着超大质量黑洞，能把围绕它们的粒子加速到惊人的速度并抛射出去。
另一个大胆想法是，神秘的暗物质粒子会衰变为一对高能质子，其中一个落入黑洞中，而另一个则会在整个宇宙中穿行，于是，这样的质子就成为了超高能宇宙射线。
我们无时不在宇宙射线雨中
一个常识是，运动更快的东西通常会产生更大的破坏力。不过，射进地球大气的宇宙射线在穿过大气层时，会不断地与空气中所含的分子相撞。相撞会产生更小的原子和其他粒子，产生的“碎屑”会以近光速向地面倾泻下来，如同下雨一样。但当它们逐渐接近地表时，其能量会逐渐降低。抵达地面的宇宙射线，对人以及其他所有的生命都不会带来显著的伤害。
在这些碎屑中，有一种粒子叫做μ子。μ子是一种带负电的基本粒子，质量大约是电子的208倍。研究显示，每秒钟就有约240个μ子通过你的身体。μ子等来自辐射的粒子如果跑进了细胞核里的话，可能会对里面的遗传物质产生伤害。2016年，发表在《自然》杂志的一项研究显示，癌症发病率和宇宙射线活动之间的确存在一定的联系。
不过，正常情况下，人每年遭受到的自然辐射，大约只有1/10是来自于宇宙射线。剩下的自然辐射，则来自于空气、大地以及食物。而那些生活在高海拔地区的人，则会暴露于更多的宇宙射线之下。但是如果你选择住在地下，那么绝大部分来自宇宙射线的粒子都打不到你身上。
我们坐飞机时，就会遭受到额外的宇宙射线。那么，那些飞行员和机组人员的健康会受到哪些影响？调查表明，他们遭受到的辐射是其他人的两倍多，因辐射患癌的概率会比常人高出约1%。
宇宙射线会葬送太空梦？
上世纪四五十年代，许多人都担心，升到高空后，任何生物可能都无法承受过多的宇宙射线，这很可能会阻挡人飞往太空的步伐。为了探究是否真的如此，当时的美国空军用德国的V-2火箭把一些动物送到了地球的外层大气。最初送上去的是果蝇和老鼠这样的动物，之后，研究人员就把灵长类动物送到了外层大气。
1948年6月11日，猴子第一次进入外层大气。1954年，研究人员开始使用高空气球来进行测试。进行了几十次的试飞，动物们都安然无恙地返回地球。1955年，研究人员终于确认，宇宙射线对于未来的宇航员是非致命的，尽管一些研究已表明宇宙射线会增加宇航员罹患癌症的风险。
从1968年到1972年，阿波罗登月计划进行的过程中，参与登月的宇航员们体验到了以前从未有过的经历——他们冒着风险，离开了地球磁场的保护。结果却是意想不到的，甚至是奇特的。每个宇航员在每隔2.9分钟时就会在他的视野中看到闪光。美国宇航局的医生当时就提出了一个解释，后来也被证实了：这种闪光是强大的宇宙射线穿过宇航员眼球时产生的。
此时，当你阅读本文试图理解宇宙射线时，已经有数千个来自宇宙射线的粒子穿过了你的身体。除非，你愿意跑到地下商场那里，来暂时地躲避它们。
目前，我们常认为，太空很遥远，但它其实与我们紧密相连：就在此时此刻，来自太空深处的“碎片”正不断地穿过我们的身体。这些“碎片”就是宇宙射线带来的。
来自高空的辐射
1912年，一位奥地利物理学家发现了宇宙射线，他就是维克托·弗朗西斯·赫斯。
一个了不起的事情是，他在1905年获得了奥地利格拉茨大学的博士学位，当时他只有23岁。之后，他接受了来自维也纳大学的教学职务。那时，居里夫人发现了镭，这对科学界产生了很大影响。于是，赫斯决定去研究物理学中最热门的课题：辐射。他着迷于当时一个尚未解决的问题：一个隔离好的验电器，即使周围没有任何辐射源，它也会时常地检测到电荷。一个合理的推测是，地球上的矿物会产生电离辐射，导致了验电器有了电荷。如果是这样的话，那么在离地面较高的地方，验电器的读数就会减少。
根據上面的推测，科学家们认为，假设地表矿物产生的电离辐射是均匀分布的，那么升高10米后，辐射量就会变为地表辐射的83%。在离地面1000米的高空，辐射量应该只有地表辐射的0.1%。
但事实正好与推算的相反。1910年，法国的科学家西奥多·沃尔夫用验电器在埃菲尔铁塔的底部和顶部进行了测量。他发现，在顶部（离地约300米高）测得的电离辐射更多。
那么，电离辐射的来源是否会是来自天空而不是大地呢？从1911年起，赫斯在3年里带着他的仪器乘着热气球进行了10次升空检测。随着热气球的升高，他发现检测到的辐射量会急速地上升。当他抵达5000米的高空时，读数竟然是地表检测到的2倍多。之后，他发表论文，宣布发现了一种来自于大气层之外的有很强穿透力的辐射。
赫斯需要更多的数据。他曾冒险地进行了一次夜间升空，检测到的辐射量与白天的没有差别。赫斯还在1912年4月17日进行过一次升空。那天，发生了日食，太阳大部分光芒都被月球挡住了。但他检测到的辐射量却没有发生衰减。这就基本就排除了辐射来源是太阳的可能。
于是，赫斯在1913年宣布，辐射不是来自太阳，也不是来自地球的矿物，而是来自宇宙深空。十几年后，赫斯的发现被美国物理学家罗伯特·密立根所证实，而“宇宙射线”这个名词就是由密立根首次提出的。1936年，因宇宙射线的研究工作，赫斯获得了当年的诺贝尔物理学奖。
“东-西效应”
密立根最初认为，赫斯检测的辐射可能是伽马射线，但随后他的假设被证明是错误的。1927年，科学家们发现宇宙射线的强度，会随着观测地纬度的多少而发生变化：赤道的辐射强度最低，两极的辐射强度最高。如果宇宙射线会受到地球磁场的影响，那么就很容易解释这个现象：因为地球的两极磁场最强，带电粒子容易吸引到两极附近。所以，它们可能是一种带电的粒子，而不是某种光子。
1930年，科学家们还检测到，从西边来的宇宙射线，其强度比从东边来的要多。这是因为受到地球磁场的影响，带电的射线会发生偏转。根据高中物理课本中学到的左手定则（判断带电粒子在磁场中的受力方向的定则），带正电的更容易从西边入射过来，带负电的更容易从东边入射过来。上面这种被叫做“东-西效应”的现象说明，宇宙射线不仅带电，而且大部分是带正电。这意味着它们大多数是质子或原子核。
到第二次世界大战结束时，科学家们基本上已经搞清楚了宇宙射线的组成，还发现从各个方向抵达地球的宇宙射线强度是均等的。
大致上，原子核构成了宇宙射线的99%。这其中，约90%是质子，即氢原子核；约9%是阿尔法粒子，即氦原子核，由两个质子和两个中子构成；剩下的1%，则是更重元素的原子核。事实上，宇宙射线中各种元素的构成比例，与宇宙本身的完全相同！
既然构成宇宙射线的99%是原子核，那么剩下的1%呢？科学家发现，这1%绝大部分是普通的电子，而这个令科学家感到奇怪。宇宙各处，基本上有多少质子，就有多少电子。那么，宇宙射线中为什么电子没有占到一半呢？这个问题到目前都无法回答。
极高的能量
许多宇宙射线都有着极高的能量，它们不可能来自于太阳系内。太阳的辐射通常很弱，除非发生了剧烈的活动，例如出现了日冕物质抛射——太阳在几分钟至几小时内向外抛射出一团日冕物质，辐射粒子的能量可达数兆电子伏。即便如此，宇宙射线也比太阳的强很多，能量会在100兆电子伏至10千兆电子伏特之间。
天文学家们认为，宇宙射线可能来自发生在遥远太空中的暴力天文学事件，例如超新星爆发等。然而，仍有一部分宇宙射线的能量高得难以置信，很难对其做出合理的解释。
当我们谈论宇宙射线的能量时，我们其实就是在谈论它们的速度。如果一束宇宙射线的能量有100兆电子伏，那么就意味着它的速度大致为光速的43%，这是极为快速的。然而，许多宇宙射线的能量都达到了10千兆电子伏特，这意味着它们的速度达到了光速的99.6%。
这些超高能的宇宙射线，我们仍然不知道它们疯狂的速度是从哪里得来的。天文学家们曾认为，一些碰撞星系，比如位于乌鸦座的触须星系，是这些宇宙射线的来源，但经过分析后发现它们产生的能量仍不够高。今天，活动星系核则被认为是最有可能的来源。宇宙中有10%的星系，其核心处于活跃状态。活动星系核中存在着超大质量黑洞，能把围绕它们的粒子加速到惊人的速度并抛射出去。
另一个大胆想法是，神秘的暗物质粒子会衰变为一对高能质子，其中一个落入黑洞中，而另一个则会在整个宇宙中穿行，于是，这样的质子就成为了超高能宇宙射线。
我们无时不在宇宙射线雨中
一个常识是，运动更快的东西通常会产生更大的破坏力。不过，射进地球大气的宇宙射线在穿过大气层时，会不断地与空气中所含的分子相撞。相撞会产生更小的原子和其他粒子，产生的“碎屑”会以近光速向地面倾泻下来，如同下雨一样。但当它们逐渐接近地表时，其能量会逐渐降低。抵达地面的宇宙射线，对人以及其他所有的生命都不会带来显著的伤害。
在这些碎屑中，有一种粒子叫做μ子。μ子是一种带负电的基本粒子，质量大约是电子的208倍。研究显示，每秒钟就有约240个μ子通过你的身体。μ子等来自辐射的粒子如果跑进了细胞核里的话，可能会对里面的遗传物质产生伤害。2016年，发表在《自然》杂志的一项研究显示，癌症发病率和宇宙射线活动之间的确存在一定的联系。
不过，正常情况下，人每年遭受到的自然辐射，大约只有1/10是来自于宇宙射线。剩下的自然辐射，则来自于空气、大地以及食物。而那些生活在高海拔地区的人，则会暴露于更多的宇宙射线之下。但是如果你选择住在地下，那么绝大部分来自宇宙射线的粒子都打不到你身上。
我们坐飞机时，就会遭受到额外的宇宙射线。那么，那些飞行员和机组人员的健康会受到哪些影响？调查表明，他们遭受到的辐射是其他人的两倍多，因辐射患癌的概率会比常人高出约1%。
宇宙射线会葬送太空梦？
上世纪四五十年代，许多人都担心，升到高空后，任何生物可能都无法承受过多的宇宙射线，这很可能会阻挡人飞往太空的步伐。为了探究是否真的如此，当时的美国空军用德国的V-2火箭把一些动物送到了地球的外层大气。最初送上去的是果蝇和老鼠这样的动物，之后，研究人员就把灵长类动物送到了外层大气。
1948年6月11日，猴子第一次进入外层大气。1954年，研究人员开始使用高空气球来进行测试。进行了几十次的试飞，动物们都安然无恙地返回地球。1955年，研究人员终于确认，宇宙射线对于未来的宇航员是非致命的，尽管一些研究已表明宇宙射线会增加宇航员罹患癌症的风险。
从1968年到1972年，阿波罗登月计划进行的过程中，参与登月的宇航员们体验到了以前从未有过的经历——他们冒着风险，离开了地球磁场的保护。结果却是意想不到的，甚至是奇特的。每个宇航员在每隔2.9分钟时就会在他的视野中看到闪光。美国宇航局的医生当时就提出了一个解释，后来也被证实了：这种闪光是强大的宇宙射线穿过宇航员眼球时产生的。
此时，当你阅读本文试图理解宇宙射线时，已经有数千个来自宇宙射线的粒子穿过了你的身体。除非，你愿意跑到地下商场那里，来暂时地躲避它们。