Kosmiset säteet ovat subatomisia hiukkasia, jotka lentävät avaruuden läpi suurella nopeudella kaikkiin suuntiin. Noin 90 % niistä on protoneja, 9 % heliumytimiä ja 1 % elektroneja. Toisin kuin niiden nimeämisessä, kosmiset säteet ovat energeettisiä hiukkasia eikä säteitä sinänsä. Maapallolla voimme havaita kosmisia säteitä, kun ne törmäävät yläilmakehän kanssa ja vapauttavat varautuneiden hiukkasten suihkun. Tarkkailemalla, kuinka voimakas hiukkassuihku on, voimme päätellä kosmisen säteen energian ja suunnan.
Ultrakorkean energian kosminen säde (UHECR) on eräänlainen kosminen säde, jonka energia on poikkeuksellisen korkea. Ei ole olemassa virallista raja-arvoa ultrakorkean energian kosmiselle säteelle, mutta termi viittaa yleensä kosmisiin säteisiin, jotka lähestyvät tai ylittävät kosmisen säteen energian Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) rajan. GZK-raja vastaa 6 x 1019 elektronvoltin kynnysenergiaa, joka on noin kymmenen miljoonaa kertaa energisempi kuin tehokkaimpien hiukkaskiihdyttimien hiukkaset. Tämän rajan yläpuolella oletetaan, että kosmiset säteet ovat vuorovaikutuksessa kosmisen mikroaaltotaustan kanssa tuottaen eksoottisia hiukkasia, joita kutsutaan pioneiksi, mikä alentaa niiden energiaa GZK-rajalle.
Mutta kosmisten säteiden on havaittu ylittävän GZK-rajan. Tämä on fysiikan mysteeri ja saattaa olla vihje fysikaalisille teorioille, jotka seuraavat Einsteinin teorioita arvostettujen fyysikkojen, kuten Lee Smolinin, mukaan. Erään sellaisen kosmisen säteen, joka havaittiin Dugway Proving Groundsilla Utahissa ja jonka lempinimeltään Oh-My-God-hiukkanen, energia oli noin 3 x 1020 elektronvolttia. Tämä vastaa suunnilleen hyvin heitetyn pesäpallon vastaavaa – mutta tässä puhutaan kuitenkin hiukkasesta, joka on pienempi kuin tyypillinen atomiydin. On arvioitu, että tämä hiukkanen kulki noin 1-5 x 10-24 valon nopeudella. Tämä tarkoittaa, että jos kosminen säde kilpailisi fotonin (valohiukkasen) kanssa, koko vuoden matkan jälkeen kosminen säde olisi vain 46 nanometriä alkuperäistä fotonia jäljessä.
Oh-My-God-hiukkasen löytämisen jälkeen vuonna 1991 on kirjattu ainakin viisitoista samanlaista tapahtumaa, jotka osoittavat, että ultrakorkean energian kosmiset säteet ovat todellinen ilmiö. Koska tällaiset hiukkaset ovat niin energisiä, on epätodennäköistä, että galaksien magneettikentät vaikuttaisivat niihin, joten ne todennäköisesti kulkeisivat suoraa linjaa lähtöpisteestään. Mutta mitään kiinnostavaa ei löydetty taivaan suunnasta, josta kosminen säde sai alkunsa. Miksi niin? Emme tiedä.