Kozmičke zrake su subatomske čestice koje lete kroz svemir velikom brzinom u svim smjerovima. Oko 90% njih su protoni, 9% su jezgre helija, a 1% su elektroni. Suprotno njihovom nazivu, kozmičke zrake su energetske čestice, a ne zrake same po sebi. Na Zemlji možemo otkriti kozmičke zrake kada se sudare s gornjim slojem atmosfere i ispuštaju pljusak nabijenih čestica. Promatrajući koliko je intenzivan pljusak čestica, možemo zaključiti o energiji i smjeru kozmičke zrake.
Kozmička zraka ultra visoke energije (UHECR) je vrsta kozmičke zrake s anomalno visokom energijom. Ne postoji službena granična granica koja definira kozmičku zraku ultravisoke energije, ali se pojam općenito odnosi na kozmičke zrake koje se približavaju ili prelaze granici Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) za energiju kozmičkih zraka. Granica GZK odgovara energiji praga od 6 x 1019 elektronvolti, oko deset milijuna puta energičnijoj od čestica u najmoćnijim akceleratorima čestica. Iznad ove granice, smatra se da kozmičke zrake u interakciji s kozmičkom mikrovalnom pozadinom proizvode egzotične čestice zvane pioni, čime se njihova energija snižava na granicu GZK.
Ali uočeno je da kozmičke zrake prelaze granicu GZK. Ovo je misterij fizike i mogao bi biti nagovještaj fizikalnih teorija koje slijede one Einsteinove, prema cijenjenim fizičarima kao što je Lee Smolin. Jedna takva kozmička zraka, promatrana na Dugway Proving Grounds u Utahu i nazvana Oh-My-God čestica, imala je energiju od oko 3 x 1020 elektronvolti. Ovo je otprilike jednako dobro bačenoj bejzbolskoj lopti – ali ovdje govorimo o čestici manjoj od tipične atomske jezgre. Procjenjuje se da se ova čestica kretala brzinom svjetlosti oko 1 – 5 x 10-24. To znači da kada bi kozmička zraka jurila s fotonom (svjetlosnom česticom), nakon cijele godine putovanja, kozmička bi zraka bila samo 46 nanometara iza izvornog fotona.
Od otkrića čestice Oh-My-Bog 1991. godine zabilježeno je najmanje petnaest sličnih događaja koji dokazuju da su kozmičke zrake ultravisoke energije pravi fenomen. Budući da su takve čestice toliko energične, malo je vjerojatno da bi na njih utjecala magnetska polja galaksija, pa bi vjerojatno putovale u izravnoj liniji od svoje izvorne točke. Ali, ništa zanimljivo nije pronađeno u smjeru neba odakle je kozmička zraka potekla. Zašto je to? ne znamo.