大家都知道，考古學家要想了解史前時代人們生活的情況，必須通過發掘考察古代遺址。從某種意義上講，宇宙學就相當於一門考察宇宙遙遠過去曆史的“考古學”，而微波背景輻射就是137億年前“大爆炸”遺留下來的一處“太空遺址”，科學家們可以從中推測出許多宇宙演化的事實與細節。
20世紀30年代，美國科學家托爾曼發現，在宇宙中輻射溫度會隨著時間演化而改變。1948年，美國科學家阿爾弗等人提出，在發生“大爆炸”之後大約30多萬年，當時原始等離子體中的電子與質子首次結合起來而形成氫原子，同時發射出宇宙中最早的電磁輻射。這些輻射均勻地分布於整個宇宙空間並自由地傳播，在此後100多億年的時間裏一直彌漫在宇宙中沒有消失，隻是隨著宇宙的持續膨脹和冷卻而逐漸衰減，以致遺留到現在的輻射應該是均勻地來自天空一切地點的、絕對溫度很低的射電波背景輻射。
1964年，美國貝爾實驗室的兩位工程師彭齊亞斯和威爾遜為跟蹤接受衛星的無線電信號而校準天線時發現，無論將天線朝著天空中哪個方向，在波長為7.35厘米的微波段，扣除大氣噪聲、天線結構的固有噪聲及地麵噪聲後，最後還有始終無法消除的剩餘噪聲。在此後近一年的時間裏，他們發現這個消除不掉的微波噪聲信號在各方向上分布均勻，彌漫於整個天空背景，說明它來自銀河係之外更廣闊的宇宙。
科學家立即將其與他們正在努力尋找的源自“大爆炸”的殘餘輻射聯係起來，對這個神秘的微波噪聲的來源及意義給出了正確的解釋。為了進一步證明這種微波背景輻射確實是宇宙早期所遺留下來的，科學家們進行了十分嚴格的檢驗，證明它的輻射能量隨波長的分布恰好符合普朗克公式中溫度為2.7～3K的黑體輻射譜曲線。
微波背景輻射在天空各方向上的均勻分布特性，反映了在“大爆炸”後30多萬年時宇宙物質分布的均勻性，因為背景輻射正是在這一時刻發出的。這也說明星係、星係團等天體在那時還沒有一點要凝聚而成團的跡象。所以，混沌初開之時的宇宙隻能是均勻的等離子氣體，星係等的凝聚肯定是在這以後相當長時間之後的事情。
宇宙微波背景輻射被實際測量所證實，這為“大爆炸”宇宙學說贏得了更多科學證據。彭齊亞斯和威爾遜因此而榮獲1978年諾貝爾物理學獎。