宇宙射线及其被发现之谜
事情还得从1901年讲起，英国几位物理学家几乎同时发现：放在实验室里的几台带电的验电器，在周围没有任何放射性物质的情况下，时间一长，它们就会偷偷地放掉电荷。而且无论如何改善仪器的绝缘性能，这种漏电现象都始终消除不了。
物理学家们为了减少外界对验电器的干扰和影响，就将它装入封闭的铅盒里屏蔽起来，可是放电现象依然难以从根本上消除。这一现象使物理学家们受到启发，肯定是某种穿透性极强的射线穿过室内，引起了空气电离，从而使验电器漏电，电荷消失。物理学家又从多方面作了更进一步的观测，发现靠近地面的整个大气层都处在微弱的电离状态之中。
这种现象说明，引起空气电离的射线并不局限在实验室中，它是到处都有的。对此，物理学家们都发表了自己不同的看法，其意见主要有两种：一种认为，这是因为大气之外存在着辐射源，这种辐射可能与阴极射线或伦琴射线相似，但穿透本领特别强;另一种则认为空气中不断产生的离子是由散布在地壳中的天然放射性元素放射出来的。
为了证明这两种说法的正确性，1909年，瑞士物理学家高凯尔带着验电器亲自到高空做了一次实验。实验中，高凯尔发现随着气球越升越高，验电器一直都在放电，而且放电的速度还越来越快。
按照高凯尔的设想，如果第二种意见是正确的，那么随着高度的增加这种来自地壳内的射线强度一定会慢慢地减弱，当气球升到射线达不到的高度上时，电离现象就应该消失了。很显然，高凯尔的实验推翻了这种说法，引起空气电离的射线绝不会是地壳中的天然放射性元素放射出来的。
那么，第一种说法是否正确呢?为了弄清楚空气中来历不明的离子来源，物理学家赫斯不顾个人的安危，只身一人乘坐气球进行高空探测。
事故真的发生了，气球发生了故障，赫斯从高空中摔了下来，昏迷了近20个小时。大家都以为他不会再醒过来了，甚至开始为他准备后事。但奇迹发生了，在医院的奋力抢救下，他竟于第二天醒了过来。
1911年，赫斯前后做了10次大胆的气球飞行，最高升至5350米。后来他还在高楼、高山和海洋上进行测量。他收集到了大量的资料，这些资料充分说明了引起空气电离的射线来自太空，而且，这种天外飞来的射线与太阳、月亮、天河或行星的位置没有关系，它发源于整个宇宙空间。
1925年，这种辐射线被正式命名为“宇宙射线”，而此前，人们一直称它为“赫斯辐射”。从宇宙空间飞来的高速原子核便是宇宙射线。
赫斯献身科学的精神和他在这一研究领域中做出的重大贡献使他获得了诺贝尔物理学奖。他也成为了科学工作者学习的榜样。
宇宙射线是什么，贴近地球会有什么危害？
1911年，奥地利物理学家赫斯就发现地球一直在受到来自外层空间的、穿透能力非常强的辐射的轰击。这种辐射在1925年被美国物理学家米利肯命名为“宇宙线”，因为它们是在宇宙中产生的。后来人们发现，宇宙线是由一些非常高速的带正电原子核组成的。其中大约有百分之九十是质子(氢的原子核)，百分之九是α粒子(氦的原子核)，剩下的百分之一是一些质量更大、结构更复杂的原子核。甚至有时连铁原子核也会出现在里面，要知道铁的质量可是质子的56倍。
这些高速运动的粒子到达地球后，首先撞击地球外层大气，这些宇宙射线我们称作原辐射。这时它们同空气分子相碰撞，并把分子击碎，从而产生各种各样能量同原辐射差不多一样的高能粒子。这些空气分子被撞爆炸而形成的这些新粒子就构成了我们说的“次级辐射”。这些次级辐射有一部分能到达地面，并穿入地壳好几米深。有一小部分辐射会从人体穿过，这样的辐射有时会对细胞造成偶然性的损害，这可能就是使基因产生突变的因素之一。如果这样的辐射足够多，就会使大量的细胞受到损伤以致使人死亡。但是幸亏在我们地球有浓密的大气层，史在大气层的下部这样的辐射非常低。生物经过宇宙线几十亿年的轰击，还基本没出现什么问题，因此大家不必担心。
宇宙线的起源是个有争论的问题，不过它们至少有一部分是由普通的恒星产生的。1942年有人发现，当太阳表面爆发出“太阳耀斑”(这是一种巨大的爆炸)时，它也会产生一些能量不算太高的宇宙线。我们的高层大气把一般宇宙线粒子的能量吸收掉一大部分，而次级辐射可以在大气中跑得远一些，才受到部分吸收。原来的辐射能只有很少一部分能够不被吸收而到达我们所居住的地面。
但是在大气层以外的空间中，宇航员可就得面临着原辐射的十分猛烈的轰击了。这时，屏蔽也起不了太大的作用。因为超高能粒子撞击在任何屏蔽物原子上，都会产生次级辐射。这些次级辐射会朝飞船内部像弹片那样向四面八方飞散。如果屏蔽用得不合适，那实际上可能造成更坏的后果。这种危险的大小完全取决于外层空间中宇宙线的活性有多大，特别是些质量确实很大的粒子的数量，因为大多数损害都是这类粒子造成的。过去美国和苏联已把许多人造卫星发射到外层空间去检测宇宙线的数量。目前看来在通常的条件下，宇宙线的数量不大，足以保证合理的安全要求。
最可能出危险的就是由太阳所产生的那些中等强度的宇宙线引起的。我们的大气能够把这些辐射差不多全部挡住，但在外层空间中却没有任何大气来为宇航员挡住这些辐射。这种辐射尽管能量不太高，但数量却很多，这就可能会使它们变得很危险。太阳的宇宙线只有在出现太阳耀斑时才大量产生，因此这种耀斑并不太经常出现，但我们还无法预测要出现耀斑的精确时间。因此当宇航员在空间飞行的时候，我们当然一定会希望在一两个星期的时间内，不要出现那种向他们那里喷出宇宙线粒子的大耀斑。否则宇航员的身体就有可能造成损害，虽然这样的概率不高。
