预言与意外发现
1948年，乔治·伽莫夫的合作者拉尔夫·阿尔弗和罗伯特·赫尔曼预言：如果大爆炸属实，早期炽热宇宙的光冷却后应以约5K的辐射形式留存至今，但这篇论文很快被遗忘。1964年，美国贝尔实验室的阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在新泽西的喇叭天线中遇到一种无论指向哪里都消除不了的噪声。他们赶走了筑巢的鸽子，还清理了被他们称为“白色电介质”的鸽子粪，噪声依旧。附近普林斯顿大学罗伯特·迪克的团队正准备寻找这种辐射，据说迪克听闻后对同事说：“伙计们，我们被抢先了。”彭齐亚斯和威尔逊获得1978年诺贝尔物理学奖。
宇宙的婴儿照
大爆炸后不久，宇宙极其炽热，光不断与自由电子碰撞而无法前行。约38万年后，温度降至3000K左右，电子与质子结合成氢原子，光得以自由传播；此后宇宙膨胀把其波长拉长约1100倍，变成微波。1989年发射的COBE卫星证明这束光具有完美的2.725K黑体谱，并存在约十万分之一的微小温度差异，约翰·马瑟和乔治·斯穆特因此获得2006年诺贝尔奖。这些微小涨落在引力作用下成长，成为星系和星系团的种子。老式模拟电视“雪花”噪点中约有1%也来自这种辐射。
精确宇宙学时代
2001年的WMAP和2009年欧洲的普朗克卫星绘制了更精细的温度涨落图。普朗克2018年结果显示，宇宙年龄约138亿年，普通物质仅占宇宙能量的约5%，暗物质约27%，最早由超新星观测揭示的暗能量约68%。不过，由CMB推算的膨胀速率（哈勃常数约67）与用近邻恒星和超新星测得的值（约73）不一致，这一“哈勃张力”是哈勃定律研究中最大的未解难题。
| 观测任务 | 时间 | 主要成果 |
|---|---|---|
| COBE（美国） | 1989–1993 | 证实黑体谱，首次发现涨落 |
| WMAP（美国） | 2001–2010 | 精确测定宇宙年龄与组成 |
| 普朗克（欧洲） | 2009–2013 | 最精确的全天图 |
常见问题
- 宇宙微波背景辐射能用眼睛看到吗？
- 看不到，因为它是微波。不过老式模拟电视空频道的雪花噪点中有一部分来自它。
- 为什么CMB是大爆炸的证据？
- 来自各个方向、温度几乎相同的完美黑体辐射，说明宇宙曾经整体炽热而均匀，这是稳恒态宇宙论等竞争理论难以解释的。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Penzias, A. A., & Wilson, R. W. (1965). A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s. Astrophysical Journal, 142, 419–421.
- Mather, J. C., et al. (1990). A preliminary measurement of the cosmic microwave background spectrum by the COBE satellite. Astrophysical Journal Letters, 354, L37–L40.
- Planck Collaboration (2020). Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Astronomy & Astrophysics, 641, A6.