Kosminiai spinduliai yra subatominės dalelės, dideliu greičiu skrendančios per erdvę visomis kryptimis. Apie 90 % jų yra protonai, 9 % – helio branduoliai, 1 % – elektronai. Priešingai nei įvardijama, kosminiai spinduliai yra energingos dalelės, o ne spinduliai per se. Žemėje galime aptikti kosminius spindulius, kai jie susiduria su viršutiniais atmosferos sluoksniais ir išskiria įkrautų dalelių dušą. Stebėdami, koks intensyvus yra dalelių lietus, galime daryti išvadą apie kosminio spindulio energiją ir kryptį.
Itin didelės energijos kosminis spindulys (UHECR) yra kosminių spindulių tipas, kurio energija yra neįprastai didelė. Nėra oficialios ribinės ribos, apibrėžiančios itin didelės energijos kosminį spindulį, tačiau šis terminas paprastai reiškia kosminius spindulius, artėjančius prie Greiseno-Zatsepino-Kuzmino (GZK) kosminių spindulių energijos ribos. GZK riba atitinka 6 x 1019 elektronvoltų slenkstinę energiją, maždaug dešimt milijonų kartų energingesnę nei dalelės galingiausiuose dalelių greitintuvuose. Virš šios ribos, manoma, kad kosminiai spinduliai sąveikauja su kosminiu mikrobangų fonu, kad susidarytų egzotiškos dalelės, vadinamos pionais, taip sumažinant jų energiją iki GZK ribos.
Tačiau pastebėta, kad kosminiai spinduliai viršija GZK ribą. Tai yra fizikos paslaptis ir gali būti užuomina į fizines teorijas, kurios pakeis Einšteino teorijas, teigia tokie gerbiami fizikai kaip Lee Smolin. Vienas toks kosminis spindulys, pastebėtas Dugway bandymų aikštelėse Jutoje ir pramintas „O-Mano dievo dalele“, buvo maždaug 3 x 1020 elektronvoltų energija. Tai maždaug prilygsta gerai išmestam beisbolo kamuoliui – vis dėlto čia kalbame apie dalelę, mažesnę už tipišką atomo branduolį. Manoma, kad ši dalelė skriejo maždaug 1–5 x 10–24 šviesos greičiu. Tai reiškia, kad jei kosminis spindulys lenktyniautų su fotonu (šviesos dalele), po ištisų metų kelionės kosminis spindulys nuo pradinio fotono atsiliktų tik 46 nanometrais.
Nuo 1991 m., kai buvo atrasta „O-Mano dievo“ dalelė, buvo užfiksuota mažiausiai penkiolika panašių įvykių, įrodančių, kad itin didelės energijos kosminiai spinduliai yra tikras reiškinys. Kadangi tokios dalelės yra tokios energingos, mažai tikėtina, kad jas paveiktų galaktikų magnetiniai laukai, todėl greičiausiai jos keliautų tiesia linija nuo savo kilmės taško. Tačiau dangaus kryptimi, iš kurios kilo kosminis spindulys, nieko įdomaus nerasta. Kodėl taip? Mes nežinome.