宇宙速度极限并不是光速，还有一个更严格的速度限制

所有质量不为零的粒子，都受到相对论的限制，只能保持在光速以下。然而，还有一个更严格的速度限制和能量限制，这个极限被称为GZK截止，它确保了粒子的宇宙速度极限比光速本身还要低。

如果想以最快的速度在宇宙中穿行，最好的办法就是将尽可能多的能量注入尽可能小的质量中。随着你不断地给你的粒子增加能量，它将更快地在空间中穿行，接近宇宙速度的终极极限：光速。无论你给这个粒子添加多少能量，你都只能让它接近光速，它永远也达不到光速。

但在我们现实生活中的宇宙，我们还必须接受它们是在真实存在的空间中穿行，而不是我们想象中的完整、完美的真空。粒子的实际速度限制不是光速，而是低于光速，即我们所说的GZK截止速度。

有两个事实结合在一起时，告诉我们现实并不简单：快速穿过宇宙的粒子主要是质子、电子、较重的原子核，偶尔也有正电子或反质子，所有这些粒子都是带电的。来自恒星、星系甚至大爆炸产生的光都是电磁波，可以很容易地与带电粒子相互作用。

阻碍带电粒子在宇宙中自由穿行的最大障碍实际是所有这些粒子中能量最低的部分：宇宙微波背景辐射（CMB）。在我们可观测的宇宙中，大约有10个CMB光子，它们是我们宇宙中最丰富和分布最均匀的量子类型。

在粒子低能量的情况下，会发生汤姆逊或康普顿散射：带电粒子和光子交换能量和动量，这是一种非常低效的从快速移动的粒子中窃取能量的方法。

但是一旦粒子达到一定的能量（比如常见的宇宙射线），这些光子对宇宙粒子来说显得足够有能量，以至于它们有时表现得好像它们实际上是由电子-正电子对组成的。一旦宇宙射线开始与电子和正电子发生碰撞，它们就会以更快的速度释放能量。在宇宙射线与电子或正电子的每次碰撞中，原始宇宙射线损失了大约0.1%的原始能量。然而，即使宇宙粒子运行了数百万或数十亿光年，这也不足以对粒子所拥有的总能量设置一个硬性上限。

然而，应该有一个上限。事实上，当粒子的能量超过了临界能量阈值时，它与CMB光子发生相互作用就会产生π介子，它将消耗每一个宇宙射线质子约20%的能量。对于质子，该限制能量为5×10电子伏特，这个能量值的截止点被称为GZK截止点，由三位科学家首次计算并预测的。

但在实际观测中，科学家可以观测到的宇宙射线的最大能量是预测值的10倍。这并不是理论错了，而是因为宇宙射线不只是高能质子，还有一些较重的原子核。

宇宙射线没有能量的极限，只有速度的极限：大约是光速的99.9999999999999998%。你的粒子是由一个质子组成，还是由许多质子和中子结合在一起组成，这并不重要。重要的是，在临界速度以上，与大爆炸遗留下来的光子的碰撞将产生中性介子，这会导致能量迅速流失。在几次碰撞之后，你将被迫下降到临界速度以下，这与观测和理论都一致。