اشعه کیهانی نخستین بار در سال 1911 بوسیله ویکتور فرانسیس هس، فیزیکدان اتریشی کشف شد. هس* که بوسیله یک بالن در ارتفاع بسیار زیاد به سر می برد و یک الکتروسکوپ همراه داشت،  متوجه اشعه کیهانی شد.

الکتر وسکوپی که هس همراه داشت،  دو ورقه طلای نازک  به میله ای فلزی متصل شده بودند و در محفظه ای فلزی که شامل چند دریچه بود قرار داشتند. اگر میله فلزی به وسیله الکتریسیته ساکن بار دار شود، ورقه های طلا از یکدیگر جدا می شوند. این ورقه ها می بایستی برای همیشه از یکدیگر جدا بمانند. اما یونهای موجود در جو اطراف، بارها را به کندی تخلیه می کنند، بطوریکه ورقه ها تدریجاً به طرف یکدیگر می روند. تابشهای پر انرژی مانند اشعه ایکس ، اشعه گاما ، یا جریان ذرات باردار ، یونهای لازم برای چنین تخلیه ای را تولید می کنند. حتی اگر الکتروسکوپ به خوبی پوشانده شود، باز هم تخلیه الکتریکی آهسته ای صورت می گیرد که وجود تابش را نافذی را که مستقیماً به رادیو آکتیویته مربوط نیسا، نشان می دهد. هس دریافت که هرچه در جو بالاتر می رود ، شدت این تابش نافذ افزایش می یابد. وی به سبب این کشف در سال 1936 جایزه نوبل گرفت.

میلیکیان* فیزیکدان آمریکایی که اطلاعات فراوانی در باره ی این تابش  فراهم کرد و آنها را اشعه ی کیهانی نامید، نظر داد که این تابش باید نوعی تابش الکترومغناطیسی باشد. قدرت نفوذ این اشعه به اندازه ای بود که می توانست دهها سانتیمتر در سرب نفوذ کند. به نظر میلیکیان این تابش اشعه گاما، اما با طول موجی کوتاهتر بود.

دیگران، به خصوص کمپتون* فیزیکدان آمریکایی مدعی بودند که اشعه کیهانی از ذرات تشکیل شده اند. برای رسیدگی به این مسئله یک راه وجود داشت. اگر این اشعه از ذرات باردار تشکیل شده باشد، می بایستی وقتی از فضای خارج به زمین نزدیک می شوند، به وسیله میدان مغناطیسی زمین منحرف شوند. کمپتون به بررسی اندازه گیریهای تابش کیهانی در عرضهای جغرافیایی مختلف پرداخت و دریافت که این اشعه واقعاً در میدان مغناطیسی زمین انحراف پیدا می کنند. در نزدیکی استوای مغناطیسی ، ضعیفتر و در نزدیکی قطبهای مغناطیسی، که خطوط نیروی مغناطیسی به طرف زمین متمایل می شوند، قویتر است.

ذرات کیهانی "اولیه" وقتی که وارد جو زمین می شوند، انرژیهای فوق العاده زیادی دارند. بسیاری از آنها پروتون هستند، اما بعضی از آنها هسته های عنصرهای سنگینتر حتی آهن هستند. وقتی که ذرات اولیه به اتمها و مولکولهای هوا برخورد می کنند، این هسته ها  در هم می شکنند و انواع ذرات "ثانویه" تولید می کنند. آنچه در نزدیکی زمین تشخیص می دهیم ذرات ثانویه هستند که هنوز هم پر انرژی هستند، اما بالونهایی که به طبقات بالاتر جو فرستاده شده اند تابشهای اولیه را نیز ثبت کرده اند. لازم به ذکر است که اولین با پوزیترون در اشعه کیهانی مشاهده شد.

با تشکر