El origen de los rayos cósmicos es intrigante, hay evidencias de que aquellos con energía inferior a un determinado umbral tienen su origen en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Se cree que la mayoría de ellos fueron acelerados en gigantescas ondas de choque producidas por las explosiones de estrellas que forman las llamadas supernovas, sucesos que ocurren en promedio una vez cada cien años en nuestra y otras galaxias. En cambio, no es evidente que dentro de la Vía Láctea se den las condiciones necesarias para acelerar rayos cósmicos más allá del umbral. Las evidencias sugieren que los rayos cósmicos de más de 10¹⁸ eV no sólo son extraterrestres sino también extragalácticos.

Los rayos cósmicos son muy abundantes y se los detecta en un rango enorme de energía. Aproximadamente diez mil partículas bombardean por segundo cada metro cuadrado de las capas superiores de la atmósfera. Pero cuanto mayor es su energía, menor es su abundancia. Los enigmáticos rayos cósmicos con mayor velocidad y energía son una fracción muy pequeña del total: solo unos pocos por siglo impactan en cada kilómetro cuadrado de la atmósfera terrestre haciendo muy difícil su detección.

Ahora bien, si los rayos cósmicos más veloces son protones que fueron acelerados en galaxias muy lejanas, no debería detectarse ni uno con energía por encima de una cierta energía de corte (10²⁰ eV) pues los frena el fondo cósmico de radiación. Este fondo esta compuesto por partículas de luz (fotones) de muy baja energía, remanentes del Big Bang, que permean todo el universo. Pese a tener una energía 10²³ veces menor, un fotón de la radiación cósmica de fondo es capaz de frenar a un protón rápido pues al chocar entre sí, producen una nueva partícula llamada pión, que se lleva una fracción considerable de la energía del protón. La probabilidad de que produzca un choque tal es significativa, pues los fotones de la radiación cósmica de fondo abundan: hay unos 400 en cada centímetro cúbico en todo el universo. Esto da origen a un efecto llamado GZK, por Greisen, Zatsepin y Kuzmin, los científicos que lo calcularon en 1966, por el cual la mayoría de los protones o núcleos atómicos con energías más allá del corte degradan su energía por debajo de ese corte tras recorrer distancias superiores a los 150 millones de años luz. Esta distancia, muy grande a la escala humana, representa tan solo nuestro vecindario galáctico ya que observamos galaxias casi 100 veces más lejanas.

En síntesis, si los rayos cósmicos de mayor energía son protones o núcleos atómicos provenientes de galaxias muy lejanas, es casi imposible que llegue a la Tierra una partícula con energía por encima del corte de 10²⁰ eV.