宇宙微波背景輻射就是大爆炸的餘暉，但是經過137億年的宇宙膨脹，它們的波長早就超過了我們人眼的極限，所以我們會覺得宇宙是黑暗的。
何為宇宙微波背景輻射
在宇宙大爆炸的38萬年之內，宇宙還是如此緻密、如此炙熱，以至於它的能量高於原子的電離能。當時的氣體都是等離子體，也就是說電子是以游離的形式存在。這時候，光會和這些電子耦合，不斷被吸收並被重新發射出來，光無法透射出來。因此，當時宇宙是不透明的。
但是，隨著宇宙膨脹的繼續，宇宙的溫度開始降低。當它所對應的能量小於原子的電離能時，電子開始被束縛進原子中，原子的形成就此開始。此時，光的傳播不再有阻礙，宇宙大爆炸最初的光芒就傳播開了。
當宇宙繼續膨脹時，這些光的波長就被持續拉長，到現在就是我們所看到的宇宙微波背景輻射。
如何發現宇宙微波背景輻射
宇宙微波背景輻射起初是由伽莫夫、阿爾弗和赫爾曼所提出的，但是該理論當時也沒有得到學術界的重視，因此實驗觀測被擱置了10年之久。但是實際上，那時候已經有一些觀測顯示出了宇宙微波背景輻射的跡象。
1945年，美國麻省理工學院的迪克製造了一臺波長1.25釐米的射電望遠鏡，並發現了溫度為20k的「天空背景輻射」。但是當時人們不熟悉宇宙大爆炸的相關理論，迪克也就未能把這些發現與宇宙微波背景輻射聯繫起來。事實上，由於當時射電望遠鏡精度有限，20k的「天空背景輻射」實際上就是3k的宇宙微波背景輻射。
1963年，彭齊亞斯和威爾遜開始利用6.1米的喇叭狀接收系統用於宇宙射電源的絕對測量。他們研製的輻射計裝備了低噪聲的紅寶石激射器，因此靈敏度有了保障。當他們把天線對準沒有射電源的天空時，測得的噪音為7.5k。扣除大氣貢獻的2.3k和地面天線的1k，還剩下4.2k的溫度。無論天線指向何處，這個剩餘的噪音總是存在。
後來他們經過更精密的測算，把剩餘噪音的溫度鎖定在3.2k。由此，他們把這發現與宇宙微波背景輻射聯繫起來。後來，他們因此獲得了諾貝爾物理學獎。
更精細的宇宙微波背景圖像
1989年，美國宇航局發射了宇宙背景探測器衛星(COBE)，並發布了觀測到的圖像。數據顯示，宇宙背景輻射的溫度為2.726k，並且與黑體輻射相當吻合。這種輻射高度均勻，各向同性，說明宇宙是均勻的。不過，根據宇宙暴漲理論，這種輻射還應該有一點各向異性。這種各向異性也為兩位物理學家贏得了2006年的諾貝爾物理學獎。
後來，歐洲航天局的普朗克探測器發布了更為精確的宇宙微波背景輻射圖。這給物理學家帶來了希望，他們可以從中發現宇宙的更多奧秘。