Це частки. Атомні ядра чи електрони. Вони рухаються так швидко, що Феррарі здається нерухомим об’єктом. Вони проносяться Чумацький Шлях, не звертаючи уваги на нашу присутність, поки не стикаються з нашою атмосферою.
Більшість цих космічних променів відбувається поза нашої Сонячної системи. Невелика частка походить від Сонця, але основні «важковаговики» – первинні частинки високої енергії – подорожують через міжгалактичний простір, перш ніж досягти Землі.
Коли ці часточки, що швидко рухаються, стикаються з ядрами в нашій атмосфері, вони створюють зливу вторинних частинок. Це зіткнення – єдина причина, через яку ми виявляємо їх на поверхні. Частинки з нижчою енергією відхиляються міжпланетним магнітним полем та власним геомагнітним полем Землі. Тому ті частинки, які ми реєструємо поблизу поверхні, мають неймовірну енергію. Вони рухаються зі швидкістю близько 87% швидкості світла чи швидше.
Спостереження з космічних апаратів показують, звідки походить більшість цих променів. Основне джерело – диск Галактики. Проте частинки з найвищою енергією, мабуть, мають позагалактичне походження. Вони приходять з-за меж нашої рідної галактики.
Ми досі не до кінця розуміємо, як ці частки пришвидшуються до таких екстремальних швидкостей. Провідна теорія вказує на ударні хвилі, що розширюються, від наднових. Зірка вибухає. Ударна хвиля розширюється. Частинки потрапляють у магнітні поля і розганяються до високих швидкостей. Це природний прискорювач частинок. Але деталі процесу залишаються незрозумілими.
Перш ніж ми побудували величезні машини для зіткнення атомів, космічні промені були нашим єдиним інструментом вивчення атомного ядра. З початку 1930-х до 1950-х років це було основним джерелом високоенергетичних частинок для фізиків.
Ця епоха породила фізику елементарних частинок.
Вчені виявили короткоживучі субатомні частинки завдяки зіткненням космічних променів. Вони знайшли нові компоненти матерії, які ми не могли створити у лабораторії. Навіть найпотужніші сучасні прискорювачі частинок не можуть зрівнятися з енергією космічних променів найвищої енергії. Ми все ще наздоганяємо експерименти самої природи.
Історія космічних променів – це також історія Віктора Франца Гесса. Він довів на початку XX століття, що ці промені приходять із космосу, а не із Землі. Його робота відкрила вікно у високоенергетичний Всесвіт.
Ми можемо будувати машини. Ми можемо моделювати зіткнення. Але сира енергія цих галактичних відвідувачів залишається неперевершеною. Вони нагадують нам, що Всесвіт, як і раніше, бере на себе основну роботу. Ми просто спостерігаємо. І вчимося.
