它们是看不见的。他们很多。他们是致命的。他们是宇宙射线。
这些宇宙射线将每个立方厘米的空间都浸泡：微小的亚原子颗粒不断流过它。宇宙射线主要由质子，但偶尔包括较重的原子核。它们几乎以光的速度行驶 - 一个检测到宇宙射线，由于其极端的能量而闻名为“ OMG粒子”，并于1991年以99.9999999999999999999999999999999999951％的速度猛烈地进入了我们的大气层。麦当劳研究所的体育学参考页面。
那很快。
尽管有名字，但宇宙射线根本不是射线。但是在1911年，当科学家维克多·赫斯（Viktor Hess）将第一个宇宙射线检测器发送到大气中的高度为5300米（17,388英尺）时，他无法分辨粒子和电磁辐射， 根据nobelprize.org。 （赫斯将继续赢得诺贝尔奖对于他的工作。）无论它们是由太空制成的，它们都是超高能量的光束。即使后来的实验会揭示其粒子性质，但这个名字也卡住了。
宇宙射线从哪里来？
宇宙射线来自各种来源 - 所有这些都强烈。当巨星死亡时，他们会在几秒钟内将自己的内而外，在一个奇妙的爆炸中被称为超新星。一个超新星事件可以超出整个星系恒星的价值，因此它们提供了足够的能量来加速颗粒几乎快速。
恒星合并还可以产生所需的能量，以及新恒星的诞生，潮汐破坏事件（当星星被一颗恒星食用时黑洞），以及围绕大型黑洞的疯狂积聚磁盘。他们都以各种能量释放宇宙射线，然后继续淹没宇宙。
但是指出宇宙射线的来源是一项艰巨的任务，根据欧洲核研究组织（CERN）的说法。由于它们是充电颗粒，因此它们对磁场的反应。我们的银河系银河系具有弱（但大的）磁场，它使宇宙其余部分流入的任何宇宙射线的路径偏转。到银河外部这些宇宙射线到达我们的探测器时地球，它们来自随机方向，没有可辨别的来源。
现代天文学家有多种工具可用于寻找这些高能颗粒。最简单的方法是通过直接检测：构建一个盒子并等待宇宙射线击中它并记录结果。此类探测器已装备在国际空间站， 例如。但是，它们的大小有限，只有在可观察到的宇宙的一小部分上训练他们的视线，因此最大的宇宙射线观测器使用间接方法。
宇宙射线多久撞到地球一次？
根据NASA。当他们这样做时，他们以二次颗粒淋浴的形式释放压抑的能量，然后将其进入地面。然后可以检测到该淋浴，例如在阿根廷的Pierre Auger天文台。您甚至可以在家中建造一个宇宙射线探测器：将毛毡垫浸入异丙醇中，并将其放在一些干冰上。酒精将形成过饱和的蒸气。当宇宙射线通过时，它将在蒸气中留下一条可见的小径。您可以找到有关的说明这个CERN网站。
使用自制的宇宙射线探测器，您可以期望看到每平方米的宇宙射线每秒大约一个低能（约10^10个电子伏特）。大约10^15 eV的高能量，每年撞击一平方米。
宇宙射线具有多种不同的能级。最高的能量宇宙射线（称为超高的能量宇宙射线或UHERCS）是最稀有的，每年达到1平方公里。这就是为什么像Perre螺旋钻这样的观测值如此巨大的原因 - 它们会产生更大的收集表面。加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的博士后研究员诺米·格拉伯斯（NoémieGlobus），纽约市的菲隆研究所（Flatiron Institute），宇宙射线的专家告诉《现场科学》：“我们需要巨大的实验，因为最高的能量宇宙射线极为罕见。”
这些UHERC不仅是宇宙射线中最稀有的，它们也是最神秘的。
Globus说：“我们不了解最高能量的宇宙射线的起源。” “这简直是未知的。这些粒子的能量一直使我感到惊讶。”
宇宙射线有害吗？
所有能量的宇宙射线本质上对于人类及其物体来说都是可怕的。它们可以破坏电子设备并弄乱数码相机。作为电离辐射的一种形式，它们可以产生各种健康后果，根据美国国家航空航天局（NASA）的说法。它们可以在细胞内部产生反应性氧化物种，在高水平下可以压力细胞并导致细胞自杀，引入DNA突变，并引起导致癌症的复制错误。
有关的：什么是自由基？
在地球的表面上，厚厚的气氛可保护大多数人免受宇宙射线的破坏作用。但是宇宙射线对宇航员构成了严重的风险，尤其是当太空机构考虑到月球和火星的长期任务时。在国际空间站上有六个月的时间将使宇航员从相当于宇宙射线到表面约25个寿命的辐射。向火星进行的往返任务，包括在其未受保护的表面上进行一段时间，将三倍暴露。
空间机构目前正在努力工作，以确定累积宇宙射线损害的长期不良健康影响，并试图开发系统以减轻风险，例如设计胶囊，其中货物充当宇宙射线盾牌，并在中心受保护的人类宇航员。
即使宇宙射线通常是一种滋扰，但没有它们，生活的演变可能是不可能的。这就是Globus研究的重点，因为她研究了宇宙射线在生活中扮演的角色。她说：“宇宙射线会引起突变，因此宇宙射线与发展的能力有关。”
宇宙射线与进化之间的联系长期以来一直被忽略，但是它迅速从各种领域引起了人们的兴趣。例如，“我们不了解从非生命到生命的过渡”，尤其是，生物体产生的20种天然氨基酸中的19种表现出同型同型，这意味着它们在结构上排列了，因此它们不能在镜像上超级置于镜像上。” cosmic rays可能在那一步中起作用。”
编者注：此故事已更改以更新NoémieGlobus的研究隶属关系。除了Flatiron Institute外，她还是加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究员。
其他资源
- 读 ”如何在太空中死亡：穿越危险天体物理现象的旅程“（Pegasus Books，2020）Paul M. Sutter（本文的作者！）。
- 看这个简短有关宇宙射线的视频由莫纳什大学物理与天文学学院制作。
- 听这个radiolab情节这探讨了宇宙射线对地球居民的影响。
