Gdyby wszystkie promienie kosmiczne docierały ze źródeł w naszej Galaktyce, wówczas anizotropia (czyli niejednorodny rozkład kierunków przychodzących promieni) znacznie przewyższałaby obserwowaną - przynajmniej w obszarze powyżej 1019 eV - bez względu na naturę samych cząstek. Wobec tego wydaje się bardzo prawdopodobne, że te cząstki o ultrawysokiej energii, sięgającej 3 x 1020 eV (Bird i in., 1995), a być może jeszcze dalej, pochodzą ze źródeł pozagalaktycznych. Poważne wątpliwości dotyczą samej natury tych źródeł.
Możemy wyróżnić dwa mechanizmy przyspieszania cząstek: wstępujący lub zstępujący. Pierwszy dotyczy cząstek, które w jakiś sposób zostały przyspieszone od niskich energii - na podobnej zasadzie, jak w obszarze niskoenergetycznym działają pozostałości po supernowych. W modelu zstępującym postuluje się, że jakieś egzotyczne, masywne cząstki ulegają rozpadowi, dając w wyniku cząstki ultraenergetyczne. Po kolei rozważymy obie możliwości, po zbadaniu efektu wszechobecnego mikrofalowego tła - które jest reliktem Wielkiego Wybuchu.