摘要：(图解：电影《神奇四侠：第一步》剧照，宇宙射线轰击后四位主人公获得了超能力。图源：Robert Lea（与Canva共同创作）背景图，漫威工作室《神奇四侠：第一步》预告片)
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曾给“宇宙四侠”赋予超能力的宇宙射线在现实中是什么样的？
(图解：电影《神奇四侠：第一步》剧照，宇宙射线轰击后四位主人公获得了超能力。图源：Robert Lea（与Canva共同创作）背景图，漫威工作室《神奇四侠：第一步》预告片)
“你知道的，我们对宇宙射线还是一知半解！”
——《神奇四侠》中的本·格林（1961）
在64年前由斯坦·李和杰克·柯比创作的这部作品中，本说的这句话也许是对的，不过现在我们对宇宙射线的了解已经更加深入了。
回到故事中，最终成为石头巨人的格林对宇宙射线感到的担忧并不是空穴来风。毕竟在他的下一次宇宙航行中，格林，苏珊和强尼就和火箭的设计和建造者里德·理查兹一次受到了宇宙射线的轰击，被赋予了超能力，但对格林来说这却是一个诅咒，使他成为了石头人。
多亏了宇宙射线，我们得以看到神奇四侠的故事，见证漫威的宇宙纪元的开启，以及李、柯比、迪特科和罗密塔等作者无与伦比的创造力。
如今，《神奇四侠》的电影预告片在迪士尼＋上已经上线，在这个最新版的真人电影中我们将看到这四位具有开创性的英雄，他们如何从宇宙激流（宇宙射线）中获得能量，以及他们开辟的漫威宇宙。
同时，红幽灵和他的超级猿在1963年《神奇四侠》第13期中也正是通过这样的方式获得了力量，不过这是后话了。
所以，这部电影的上映之际，正是一个对宇宙射线提出问题的好时机。宇宙射线究竟是什么？如果真的有四位宇宙探险者遇到了宇宙射线的爆发，到底会发生什么呢？
【宇宙射线是如何形成的？】
和上世纪六十年代漫威的一众角色的灵感来源一样，斯坦·李是从现实中的科学课本中得到了“宇宙射线”这个词。就像绿巨人浩克是经伽马射线辐射而来，我们可以看出李和柯比两人对宇宙射线对人类可能引发的真实危害并没有顾虑太多。
尽管宇宙射线于1912年首次由粒子物理学家维克托·赫斯在一系列的气球实验中发现，它在1925年才由芝加哥大学的科学家密里根命名为“宇宙射线”。简单来说，宇宙射线是宇宙中以近光速传播的高能粒子。它们最初是原子，但经过电离作用，它们失去了它们的外层电子，最终形成了高能粒子。
（图解：宇宙射线向地球汇聚的艺术想象图。图源：Robert Lea（使用Canva创作））
宇宙射线主要由质子构成，大概占总的90%，剩余部分是9%的氦原子核和1%的更重的原子核，最重的有铁和铀。同时，也有一小部分宇宙射线是由反物质粒子构成的，比如正子就是电子的反物质。
所以说，电影里聪明绝顶的里德·理查兹所谓的宇宙射线“只是光线”，其实是错误的。噢，里德，看起来本的关于深入研究的说法才是正确的！
至于宇宙射线中粒子所携带的能量，则是1MeV（兆电子伏特）到大型强子碰撞机所能产生的能量的一亿倍不等，这种对撞机是地球上功率最大的粒子加速器。
迄今为止，人们观测到的最强的宇宙射线粒子有一个绰号——“Oh My God（我的老天）”粒子。它于1991年在天空中的一束发光条纹中被探测到，它携带着320EeV（超电子伏特）的能量，相当于一个以时速55英里飞行的棒球所携带的能量，它们全都被压缩成了亚原子粒子。
【宇宙射线哪里来？】
宇宙射线可以朝宇宙的各个方向反弹，也就是说地球其实受到了它们各个方向的成千上万的轰击。之所以会出现这样永无止境的反弹效应，是因为作为带电粒子，宇宙实现可以与宇宙空间中的磁场发生作用，从而被推拉至各个方向。
“是它们！那些可怕的宇宙射线！”
——《神奇四侠》中的强尼·斯通
这样的“弹球式”效应使得我们很难追溯到宇宙射线的源头，但是他们所携带的能量给科学家们提供了一些关于其发射机制的启发。
正如你可以想到的，一定是一次十分剧烈的的事件，或者特别极端的条件才能创造出这样无数的高能宇宙射线。地球所接收到的宇宙射线有一部分来自太阳，它们由强烈的太阳耀斑发射。然而，更大部分的宇宙射线其实来自太阳系之外更广阔的银河系。在今天，来自太阳的宇宙射线叫做“太阳高能粒子”，而来自银河系的则被称为银河宇宙射线。而还有一小部分到达地球的宇宙射线似乎还起源于我们的银河系之外，它们叫做“系外宇宙射线”。
（图解：太阳的特写图。其中太阳耀斑位于日盘的右方。图源：ESA/NASA/SOHO）
能够产生这样的射线的天文事件诸如大质量恒星的超新星死亡，超大质量黑洞吞噬大量气体尘埃，或者恒星在自身巨大的引力下撕裂。
此外，高度磁化的中子星或者相互之间发生猛烈撞击然后融合的星系也会喷射出宇宙射线。
以上种种皆表明，宇宙射线可以为宇宙的研究打开一扇地球之外的窗户，并且它也是“宇宙信使”，可以为我们带来宇宙中发生的剧烈变化的信息。
值得一提的是，当太阳系中的物质经过宇宙射线的照射，会产生新的同位素。因此，当陨石坠落地球，科学家们可以通过这些特殊同位素的衰变来计算它们到达地球的时间。
（图解：超新星爆发产生宇宙射线。图源：Getty Images）
事实上，人们对除电子、质子、中子之外的亚原子微粒，特别是正子和介子的研究正是从1933年观测到宇宙射线开始的。
显然，宇宙射线并不如几十年前霹雳火强尼·斯通所说的那样“恐怖”。对于科学家来说，它有一系列的用途。不过，这也不代表你就可以直接暴露在宇宙射线下。
【宇宙射线究竟会对你造成什么影响呢？】
携带高能量的粒子通常被归类为电离辐射，这就意味着它们有可能让电子从构成我们身体的原子上脱离下来。
“我们还没有完全安全！我们还需要看看宇宙射线是否以任何方式影响了我们！”
——《神奇四侠》中的里德·理查兹
NASA曾解释到：“电离辐射就像原子尺度的加农炮，在各种物质中狂轰乱炸，造成巨大的破坏。而由一些初级辐射粒子推动的次级粒子可能又会让这个破坏更加严重。”
如果不对宇宙射线进行任何防护，它们的轰击可能会损坏我们的DNA，这不仅不会给我们带来不可思议的能力，还会造成严重的疾病，包括癌症。
每天都有无数的宇宙射线到达地球，然而他们中的大部分都被地球的大气层和磁场所阻挡了，因此我们得以免受宇宙射线的伤害。
（图解：一艘火箭飞船即将遭遇爆发的宇宙射线。图源：Robert Lea (使用Canva创作)）
当这些带电粒子与地球大气层中的分子发生碰撞，就会产生形如花洒般落下的次级原子，它们通常被称为“大气簇射”。
科学家们不仅可以通过它们检测宇宙射线，还可以从中捕获次级原子产生是释放出的紫外线。
为了能够在宇宙射线抵达大气层之前就直接测量到它们，科学家们将气球发送到太空边缘的高空。
（图解：宇宙射线撞击地球大气层顶部，形成大气簇射。图源：Simon Swordy (U. Chicago), NASA）
同样的也有卫星和飞船被送到地球轨道或者太阳系中更远的地方，用于检测宇宙射线。
在地球大气保护之外探险的宇航员们也会受到宇宙射线的攻击。NASA和其他的航天局也正致力于研发出更加精密和先进的保护罩来保护航天员和飞船上的设备。
到这里我们不难看出，在没有充分的防护措施的宇宙飞船中——比如《神奇四侠》中的里德号，宇宙射线造成的麻烦比“毁灭博士”和“扬西街帮”联手造成的麻烦要大得多。
BY:Robert Lea
FY:Stella Zhang（张姝铃）
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来源：天文在线