事情还得从1901年讲起，英国几位物理学家几乎同时发现：放在实验室里的几台带电的验电器，在周围没有任何放射性物质的情况下，时间一长，它们就会偷偷地放掉电荷。而且无论如何改善仪器的绝缘性能，这种漏电现象都始终消除不了。
物理学家们为了减少外界对验电器的干扰和影响，就将它装入封闭的铅盒里屏蔽起来，可是放电现象依然难以从根本上消除。
这一现象使物理学家们受到启发，肯定是某种穿透性极强的射线穿过室内，引起了空气电离，从而使验电器漏电，电荷消失。物理学家又从多方面作了更进一步的观测，发现靠近地面的整个大气层都处在微弱的电离状态之中。
这种现象说明，引起空气电离的射线并不局限在实验室中，它是到处都有的。对此，物理学家们都发表了自己不同的看法，其意见主要有两种：一种认为，这是因为大气之外存在着辐射源，这种辐射可能与阴极射线或伦琴射线相似，但穿透本领特别强；另一种则认为空气中不断产生的离子是由散布在地壳中的天然放射性元素放射出来的。
为了证明这两种说法的正确性，1909年，瑞士物理学家高凯尔带着验电器亲自到高空做了一次实验。实验中，高凯尔发现随着气球越升越高，验电器一直都在放电，而且放电的速度还越来越快。
按照高凯尔的设想，如果第二种意见是正确的，那么随着高度的增加这种来自地壳内的射线强度一定会慢慢地减弱，当气球升到射线达不到的高度上时，电离现象就应该消失了。很显然，高凯尔的实验推翻了这种说法，引起空气电离的射线绝不会是地壳中的天然放射性元素放射出来的。
那么，第一种说法是否正确呢？为了弄清楚空气中来历不明的离子来源，物理学家赫斯不顾个人的安危，只身一人乘坐气球进行高空探测。
事故真的发生了，气球发生了故障，赫斯从高空中摔了下来，昏迷了近20个小时。大家都以为他不会再醒过来了，甚至开始为他准备后事。但奇迹发生了，在医院的奋力抢救下，他竟于第二天醒了过来。
赫斯前后做了10次大胆的气球飞行，最高升至5350米。后来他还在高楼、高山和海洋上进行测量。他收集到了大量的资料，这些资料充分说明了引起空气电离的射线来自太空，而且，这种天外飞来的射线与太阳、月亮、天河或行星的位置没有关系，它发源于整个宇宙空间。
这种辐射线被正式命名为"宇宙射线"，而此前，人们一直称它为"赫斯辐射"。从宇宙空间飞来的高速原子核便是宇宙射线。
赫斯献身科学的精神和他在这一研究领域中做出的重大贡献使他获得了诺贝尔物理学奖。他也成为了科学工作者学习的榜样。