Was sind kosmische Strahlen?
Kosmische Strahlen sind winzige Teilchen, meist Protonen, die mit verschiedenen Energieniveaus in die Erdatmosphäre gelangen. Milliarden von kosmischen Strahlen prallen jede Sekunde auf die Erde, die meisten mit einer relativ geringen Energie. Von Zeit zu Zeit treffen jedoch kosmische Strahlen mit extremen Energien auf die Erde. Das stärkste bisher aufgezeichnete war ein einzelnes Proton mit einer Energie von 50 J, was in etwa einem Baseballfeld entspricht. Wissenschaftler sind nicht in der Lage zu erklären, wie einige der energiereichsten Strahlen ihre Energie erhalten haben.
Obwohl sie "kosmische Strahlung" genannt werden, sollte beachtet werden, dass kosmische Strahlung punktförmige Teilchen und keine Strahlen sind. Neben Protonen, die 90% aller kosmischen Strahlen ausmachen, gibt es auch Heliumkerne, auch Alpha-Teilchen genannt, die weitere 9% ausmachen, und Elektronen, die die restlichen 1% ausmachen.
Der Weltraum ist mit einem Bad aus sich schnell bewegenden Teilchen gefüllt, dem so genannten kosmischen Strahlenfluss. Kosmische Strahlung wird als ionisierende Strahlung bezeichnet, da sie dazu neigt, Moleküle mit einer solchen Kraft zu treffen, dass sie die Elektronen von ihren Atomen abstoßen und zerstörerische Ionen erzeugen. Ein Stück Biomaterial, das im kosmischen Umfeld lange genug ungeschützt bleibt, würde zu Schweizer Käse. Dies ist eine der größten Herausforderungen für die Kolonialisierung des menschlichen Weltraums. Alle Weltraumkolonialkonstruktionen verfügen über eine massive Abschirmung, um kosmische Strahlen abzuwehren.
Kosmische Strahlung wird von hochenergetischen kosmischen Objekten und Ereignissen wie Neutronensternen, Supernovae und Schwarzen Löchern ausgestrahlt. Die meisten kosmischen Strahlen stammen aus unserer eigenen Galaxie, wo sie von Supernovae ausgestoßen oder wie eine Schleuder aus dem steilen Gravitationsschacht eines Schwarzen Lochs ausgestrahlt werden. In der Tat ist das Vorhandensein bestimmter Energieniveaus der kosmischen Strahlung ein Beweis dafür, dass es tatsächlich schwarze Löcher gibt.
Eine der höchsten Ebenen der Erdatmosphäre ist die Ionosphäre, da sie zusammen mit der Sonnenstrahlung ständig durch einfallende kosmische Strahlen ionisiert wird. Die Thermosphäre, die eine Untergruppe der Ionosphäre ist, wird durch ionisierende Strahlung um bis zu Tausende Grad erwärmt. Da die Teilchendichte hier jedoch relativ niedrig ist, würde es sich nicht so warm anfühlen, wenn Sie sie besuchen würden.
Die energiereichsten kosmischen Strahlen stammen von extrem energiereichen Ereignissen außerhalb unserer Galaxie und bieten einen seltenen Einblick in die Funktionsweise des gesamten Universums. Physiker bauen Einrichtungen für mehrere Millionen Dollar, um den Fluss der kosmischen Strahlung im Detail zu untersuchen.