ב-1965 גילו שני פיסיקאים מחברת בֶּל בארה”ב כי לכדור הארץ מגיעה קרינה אלקטרומגנטית באורך גל של כמה סנטימטרים (כלומר, בתחום גלי המיקרו), שמקורה בחלל. התגלית נעשתה באקראי כאשר השניים – ארנוֹ פֶּנְזִיאַס (Penzias) ורוברט וִילְסוֹן (Wilson) – עסקו בבדיקת אנטנה לתקשורת לוויינים. הקרינה הזאת כונתה קרינת הרקע הקוסמית ומשערים שהיא נמצאת בכל מקום ביקום. הוברר שהספקטרום שלה (הגרף של עוצמת הקרינה כפונקציה של אורך הגל) הוא מעקם האופייני לקרינה שנמצאת בשיווי משקל תרמי עם חומר. קרינה כזו מכונה “קרינת גוף שחור” ואפשר לייחס לה טמפרטורה, שאינה אלא הטמפרטורה של החומר עמו היא נמצאת בשיווי משקל.
מקור קרינת הרקע הוא כנראה הקרינה האלקטרומגנטית שנוצרה זמן קצר לאחר המפץ הגדול. בימי ראשית היקום הטמפרטורה שלה הייתה גבוהה מאד, ואולם ככל שהיקום התפשט, הטמפרטורה הלכה וירדה. כ-380,000 שנה לאחר המפץ החלו האלקטרונים, הפרוטונים והניטרונים ביקום להתלכד וליצור אטומים. האטומים בלעו קרינה אלקטרומגנטית ביעילות פחותה בהרבה מהאלקטרונים החופשיים, ולכן האינטראקציה בין הקרינה לחומר הצטמצמה מאד, ושיווי המשקל בין הקרינה לחומר פסק. עם זאת, הטמפרטורה של הקרינה המשיכה לרדת, בגלל התפשטות היקום. היום הטמפרטורה של קרינת הרקע הקוסמית היא כשלוש מעלות קלווין בלבד, כלומר כשלוש מעלות מעל לאפס המוחלט.
מדידות מדויקות שנערכו בשנים 1990 – 2003 גילו הפרשים קטנים, מסדר גודל של 1 למאה אלף, בין הטמפרטורה של קרינת הרקע בנקודות שונות בשמים. ניתוח ההפרשים הללו סיפק מידע חדש ומדויק על תכונות שונות של היקום. למשל, הוברר כי גיל היקום הוא 13.7 מיליארד שנה עם שגיאה אפשרית של כאחוז (הערכות קודמות קבעו כי הגיל הוא 13 – 15 מיליארד שנה). עוד הוברר כי רק כ-4 אחוזים מתכולת החומר והאנרגיה שביקום הוא החומר “הרגיל” שממנו עשויים האטומים. עוד 23 אחוזים הוא “חומר אפל” (כלומר, חומר שאינו פולט אור) שטיבו עדיין לא ברור; 73% הוא אנרגיה מסתורית המכונה אנרגיה אפלה.
לקריאה ועיון נוסף באינטרנט: