La radiazione cosmica di fondo a microonde, conosciuta con l'acronimo CMB (Cosmic Microwave Background), è sicuramente l'oggetto di studio più interessante della cosmologia, la scienza che indaga le origini e l'evoluzione dell'Universo. Ma che cos'è e da dove viene?

Nel 1965 Penzias e Wilson hanno scoperto un segnale uniforme proveniente dallo spazio. Questa radiazione nella banda delle microonde proviene da tutto l'universo ed ha una perfetta curva di corpo nero, e corrisponde alla radiazione cosmica di fondo prevista da Gamow nel 1948 nella sua teoria del Big Bang: il fondo di radiazione nelle microonde misurato da Penzias e Wilson è quello che resta del mare di fotoni iniziali.

Al momento della ricombinazione (proprio quando si sono lasciati l'ultimo fotone e l'ultimo elettrone) la temperatura era di circa 4000 K, e a causa dell'equilibrio termodinamico precedente la distribuzione della radiazione in quell'istante era una perfetta curva di corpo nero corrispondente a quella temperatura.
  

Da quel momento ad oggi, a causa dell'espansione dell'Universo, questa radiazione si è notevolmente raffreddata mantenendo il caratteristico spettro di corpo nero. Attualmente noi vediamo un fondo cosmico nelle microonde che proviene da da ogni direzione dello spazio e fortemente isotropo (ovvero pressoché identico in tutte le direzioni). Lo spettro corrisponde perfettamente alla radiazione di un corpo nero con la temperatura di 2.725 K e la lunghezza d'onda massima cade nelle microonde a circa 1.7 mm.

La radiazione cosmica di fondo è come una fotografia dell'Universo all'istante della ricombinazione: la sua temperatura ci dà informazioni sulla storia termica dell'Universo, e la misura delle minime fluttuazioni di temperatura ci dà informazioni sulle perturbazioni primordiali che per instabilità gravitazionale hanno formato le strutture cosmiche che oggi conosciamo.