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如今，我们人类已经大致知道宇宙是如何运行的了，为什么要说大致了解呢？因为我们才刚刚从地心论到日心论进入新的宇宙理论，这才几个世纪而已，人类目前对宇宙探索的步伐已经停滞不前了，我想，这需要通过一场新的物理大革命才能推动人类对未知宇宙的了解，然而，人类明显已经进入了这个“怪圈”。一百年过去了，高能空间微粒依然是个谜。
那是1912年8月7日，为破解一桩奥秘，奥地利物理学家维克多·赫斯登上了一个气球。气球上搭载着三部验电器，用途是探查大气层中的带电微粒。大气层中不可见的微粒是一个颇为古老的谜题――早在1785年，这样的微粒就被探查到，但是人们一直没有搞清楚它们究竟来自哪里。
早晨6时刚过，赫斯乘坐的气球从波西米亚城镇乌斯季升空。6小时后，气球升至5300米高空，然后降落在柏林附近。在此过程中，赫斯取得了一个重要发现：他的验电器在离地4500米处记录到的带电微粒的数量是地面的带电微粒的3倍，这证明了这些微粒并非来自地球自身，而是来自太空。此前，人们利用验电器在地下、水中和埃菲尔铁塔上进行的实验都未获得确定性的结论。赫斯因此获得诺贝尔奖。
时至今日，赫斯的气球之行已过去百年，而科学家仍在研究早在20世纪20年代就已知道的东西――宇宙射线。其实，谓之“宇宙射线”是当时的一种误导，它们其实是一直以来“轰击”地球的亚原子微粒，或者说是从遥远的地方跑到地球的“太空旅行者”。其中一部分来自银河系以内，另一部分以极大能量撞击地球，它们无疑来自银河系以外。
大约90%的宇宙射线以高能质子的形式到达地球，可能只有1%是电子，其余的都比原子核重，例如氦和铁――这便是科学家知道的关于宇宙射线的所有知识。
那么，宇宙射线究竟来自何方？它们是怎样来到地球的？谁是超高能宇宙射线的“引擎”？无人能给出准确答案。要知道，分享宇宙射线的“故事”可不容易。除了在太阳爆发期间产生的一些低能量宇宙射线外，其余的宇宙射线大都来历不明――它们迂回地来到地球，因而将来时路上的一切痕迹都抹掉了。神秘而罕见的超高能宇宙射线挑战着科学家的想象力。科学家认为，发射超高能宇宙射线的“引擎”一定是宇宙间最大的“引擎”――他们称之为“天体物理加速器”。科学家在地下、海面下和太空中建造了强力探测器，以期查明有关宇宙射线的种种。最近的探索证明，银河系内部的超新星会加速宇宙射线；科学家还发现了来自更远处的超高能宇宙射线的化学组成元素的线索。但是，至今仍然无人知道把这些高能的“宇宙访客”发射进太空的“引擎”究竟是什么。步赫斯之后尘，过去10年来，在寒冷的南极冰盖上空集聚了一系列的气球试验。南极冰盖堪称“天然的通用实验室”，它的反射性或许有助于揭示超高能宇宙射线背后的匿名加速器。 相对来说，科学家对于来自银河系内的宇宙射线的了解较多一些。银河系宇宙射线很常见，每分钟经过你的拇指的微粒大约有10个。如果是在地球大气层以上，这个数量则会达到50倍，这也就是为什么说长时间太空飞行有风险的原因之一。星系宇宙射线以0～1018电子伏特的能量到达地球，其最大能量是欧洲大型强子对撞机中质子碰撞所产生能量的数万倍。不过，大多数射线的能量在1亿～100亿电子伏特之间。由于带电，处于这些能量级的射线会被磁场束缚。一颗在银河系中“流浪”、最终到达地球的微粒所采取的应该是醉汉的步态，它最终到达地球时的方向与它当初出发时的方向无关（行星和恒星等大型天体的磁场能让微粒的飞行轨迹发生偏移，星系本身的磁场也能捕获宇宙射线，而后让它们飞来飞去，就像装在密封瓶里的苍蝇一样）。
这些都让科学家很难跟踪它们的确切源头。不过，科学家认为他们至少已经找到了其中一个源头，那就是超新星（只可惜，还没有任何直接观测证据能把入射微粒和遥远的恒星爆发联系起来）。根据天体物理学，宇宙射线有可能来自于由超新星和狂暴巨恒星组成的狂乱加速器，因为由两者构成的混沌宇宙环境不仅能产生微粒，而且能捕捉微粒，并把它们射向周围，最终把它们踢出去。
如此之地被称为“超级泡泡”。美国宇航局的“费米伽马射线空间望远镜”（以下简称“费米”）最近的观测结果，已基本证实“超级泡泡”正是星系宇宙射线的加速器之一。
“费米”在窥视天鹅座“超级泡泡”（银河系中距离地球4 500光年的一大片恒星形成区）时，看到了一大簇伽马射线，其分布与“超级泡泡”的形状很匹配。伽马射线是电磁辐射的一种高能形式。寻找伽马射线的“费米”之所以有助于科学家发现宇宙射线加速器，是因为伽马射线是在宇宙射线与星际介质交互作用时产生的，它们不带电，且直接指向自己的源头，那里也是宇宙射线的家园。
科学家获得的另一个证据是，星系宇宙射线中较重的元素也在这些“超级泡泡”中被“烹煮”。就像指纹一样，不同元素例如铁、镍和氖的比例可暗示宇宙射线的起源。宇宙射线中大约20%的材料被科学家称作“超级泡泡”材料，其余80%很可能是一般的星际材料，但其中大部分可能被用于为这些遥远的恒星加速。
利用在南极洲上空30 000米以上高度飘飞的“老虎号”气球探测器（以下简称“老虎”）等装置，科学家正在解读这些元素之间比例的故事。 不管是“超级泡泡”还是孤独的超新星，都不能揭开一个更大的奥秘：什么样的超巨大天体物理加速器才能让那些银河系外的超高能量的宇宙射线来到地球？在赫斯发现宇宙射线来自太空的证据50年后，科学家接待了一个不请自来的“客人”――一种能量为1018电子伏特的微粒。1962年，这种微粒撞上了位于美国新墨西哥州的一个探测器阵列。1991年，比这种微粒的能量还高3倍的微粒击中了美国犹他州大学的“蝇眼”探测器。它被称作“噢，我的上帝微粒”。这样的亚原子微粒以前所未见的超高能量穿行，正是它们的到来带来了新的奥秘：超高能宇宙射线。科学家至今仍在搜寻发射它们的超超级加速器。
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