Depuis le Big Bang ou singularité initiale, l’univers est passé par plusieurs phases. L’une de celles-ci se situe à peu près 400.000 ans après la Big Bang. A ce moment, la matière passe d’un état de plasma (les atomes ne sont pas individualisés et les photons sont prisonniers de cette « soupe », l’univers est donc opaque) à un univers visible (les atomes se forment, les photons sont libérés). Cette transition a lieu pour une température de 3.000 K. L’énergie des photons alors libérés se distribue dans tout l’univers de manière isotrope (la même dans toutes les directions). L’expansion de l’univers entraînant un décalage vers le rouge des longueurs d’onde (effet Doppler), l’astrophysicien George Gamow a pu calculer en 1948 que la longueur d’onde des photons, depuis le moment d’émission, s’était allongée et multipliée par 1000. Il en a déduit que, en plus des rayonnements cosmiques émanant des objets célestes, on devrait observer une émission isotrope correspondant à une température d’environ 3K. Celle-ci fut effectivement observée en 1965 par Penzias et Wilson. Sa valeur était de 2,7K. Cela est considéré comme la meilleure preuve de la pertinence de la théorie du Big Bang.