Thế nào là "bức xạ phông vũ trụ 3 K"?

Năm 1964, tại Công ty điện thoại Bell của Mỹ, hai kỹ sư trẻ Penzias và Wilson trong khi điều chỉnh anten parabol cỡ lớn đã bất ngờ thu được những tạp nhiễu vô tuyến. Dù hướng anten về phía nào trong không gian, họ vẫn nhận được tạp nhiễu ấy. Cường độ tín hiệu ở mọi phương gần như đồng đều và kéo dài nhiều tháng mà không thay đổi.

Phải chăng bản thân thiết bị bị trục trặc? Hay do chim bồ câu làm tổ trên anten? Họ tháo anten ra rồi lắp lại, nhưng vẫn không loại bỏ được thứ tạp âm khó giải thích ấy.

Bước sóng của loại tạp âm này nằm trong dải vi ba, tương ứng với nhiệt độ 3,5 K của bức xạ điện từ vật đen. Sau khi phân tích, họ cho rằng tạp âm này không đến từ vệ tinh nhân tạo, cũng không phải từ Mặt Trời, hệ Ngân hà hoặc sóng vô tuyến của một hệ sao ngoài Ngân hà, bởi khi quay anten, cường độ tạp âm vẫn không thay đổi.

Về sau, qua đo lường và tính toán sâu hơn, người ta xác định nhiệt độ của nó là 2,7 K, gọi chung là bức xạ phông vi ba vũ trụ 3 K. Phát hiện này khiến nhiều nhà khoa học ủng hộ thuyết vũ trụ bùng nổ được cổ vũ mạnh mẽ. Họ cho rằng từ 15 - 20 tỉ năm trước, sau khi vũ trụ bùng nổ, trạng thái nhiệt độ cao ban đầu đã giãn nở và nguội đi rất nhiều cho đến ngày nay. Theo tính toán, bức xạ tàn dư sau vụ bùng nổ rất nhỏ, tương ứng với nhiệt độ khoảng 6 K. Kết quả quan trắc của Penzias và Wilson rất gần với dự đoán lý thuyết, vì vậy trở thành sự ủng hộ mạnh mẽ cho thuyết vũ trụ bùng nổ. Sau phát hiện năm 1929 của Hubble về sự dịch chuyển đỏ của phổ thiên thể, đây lại là một hiện tượng thiên văn quan trọng được phát hiện.

Việc phát hiện bức xạ phông vi ba vũ trụ đã mở ra một lĩnh vực mới trong quan trắc vũ trụ, đồng thời đặt ra những ràng buộc quan trắc mới cho các mô hình vũ trụ. Vì thế, trong thập kỷ 60 của thế kỷ XX, nó được xem là một trong bốn phát hiện lớn của thiên văn học. Năm 1978, Penzias và Wilson nhận Giải thưởng Nobel Vật lý. Viện Hàn lâm Khoa học Thụy Điển trong quyết định trao giải đã nhấn mạnh rằng phát hiện này giúp con người nhận được những thông tin từ thời kỳ rất xa xưa, khi vũ trụ mới bắt đầu hình thành.