20世紀(jì)，隨著觀測技術(shù)的進(jìn)步，宇宙學(xué)領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步。根據(jù)空間膨脹、宇宙微波背景輻射、宇宙元素豐度、宇宙大尺度結(jié)構(gòu)、星系演化等一系列獨(dú)立證據(jù)，表明宇宙起源于138億年前一個(gè)熾熱致密的時(shí)空奇點(diǎn)。
在大爆炸理論的證據(jù)中，宇宙微波背景輻射是最重要的一個(gè)，兩位首次發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的天文學(xué)家很快獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。雖然天文學(xué)家直到20世紀(jì)60年代才通過射電望遠(yuǎn)鏡探測到宇宙微波背景輻射，但實(shí)際上普通人可以在最不可能的地方探測到宇宙中最古老的光子:一臺普通的電視機(jī)。
要理解其背后的原理，首先需要了解宇宙微波背景輻射。當(dāng)我們觀察宇宙時(shí)，我們可以看到許多星系。我們附近的星系看起來和銀河系很像。它們都是由相似的恒星組成的。但是當(dāng)我們觀察遙遠(yuǎn)的星系時(shí)，情況就不一樣了。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡曾經(jīng)長時(shí)間觀察過一個(gè)小的天空區(qū)域，結(jié)果是看到了很遠(yuǎn)的一個(gè)星系。因?yàn)楣馑儆邢?，我們看的越遠(yuǎn)，回頭看的時(shí)間就越長。能觀測到的最遠(yuǎn)的星系是134億光年以外的星系，它只存在于4億年前的宇宙中。
遙遠(yuǎn)星系的一個(gè)明顯特征就是不發(fā)達(dá)。不同形狀的早期星系遠(yuǎn)沒有像現(xiàn)在這樣有成熟的結(jié)構(gòu)。這意味著星系一直在演化，星系是由原始?xì)怏w云形成的，支持大爆炸理論。
遙遠(yuǎn)星系的另一個(gè)明顯特征是光譜高度紅移。根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)光源遠(yuǎn)離我們時(shí)，向我們移動(dòng)的光的波長會(huì)變長，出現(xiàn)光譜紅移現(xiàn)象?；貧w速度越快，紅移值越高，意味著遙遠(yuǎn)的星系正在迅速遠(yuǎn)離我們。
而且星系越遠(yuǎn)，紅移值越高，對應(yīng)的倒退速度與距離成正比。這種現(xiàn)象說明星系并不是簡單的在空間上遠(yuǎn)離我們，而是因?yàn)榭臻g本身的結(jié)構(gòu)是均勻膨脹的，導(dǎo)致了星系的相互回歸。隨著時(shí)間的推移，宇宙不斷膨脹，光在空間傳播的波長會(huì)逐漸變長。光傳播的時(shí)間越長，宇宙膨脹引起的紅移越大，這就導(dǎo)致了我們觀察到的哈勃定律。
星系誕生前宇宙會(huì)是什么樣子？根據(jù)大爆炸理論，宇宙在最初的幾分鐘里合成了大量的氫和氦。在早期的宇宙中，中性原子不可能存在。它們由于高溫被電離成原子核和電子，同時(shí)釋放出電磁輻射，也叫光子。
由于早期宇宙的密度和溫度極高，那些光子會(huì)不斷與帶電粒子碰撞，無法在宇宙中自由傳播。直到BIGBANG之后的38萬年，宇宙冷卻到2700攝氏度，光子才能夠在宇宙中自由擴(kuò)散，成為宇宙中的第一縷光線。
當(dāng)時(shí)宇宙中的每一點(diǎn)都是光子的輻射源，所以這些光子會(huì)均勻地?cái)U(kuò)散到宇宙中。即使過了138億年，它們依然存在，只是肉眼看不到而已。
不是所有的光都能被我們的眼睛感知到，只能看到很短波長的光能，這就是可見光。用于通訊的無線電波和用于探測損傷的x光都是光，但它們的波長不是太長就是太短，人眼看不見。但是借助其他觀測工具，我們可以探測到這些電磁波。
宇宙中最早的光原本是波長極短的高能電磁輻射，但在不斷膨脹的空間中不斷擴(kuò)散，導(dǎo)致波長延長。138億年后，這些光被紅移成微波，可以被射電望遠(yuǎn)鏡探測到。觀測結(jié)果表明，宇宙微波背景輻射非常均勻，溫度波動(dòng)很小，它們目前的溫度僅比絕對零度高2.725度左右，與BIGBANG的預(yù)測完全一致。
早期的電視機(jī)都裝有電磁波接收裝置，通過天線接收電視信號，然后還原成音視頻信號，這樣就可以看到電視節(jié)目。電視的某些頻道，沒有電視節(jié)目，反而有全屏嘶嘶作響的“雪花”。這些雪花的來源不僅僅是人工信號的干擾，還有來自宇宙的干擾。太陽、脈沖星、宇宙輻射甚至黑洞都會(huì)發(fā)出電磁輻射。
但是如果其他電磁信號都可以屏蔽，那么還有一個(gè)信號。雖然這個(gè)信號只占雪花信號的1%，但是沒有辦法消除，這其實(shí)是來自BIGBANG的余輝。我們在電視上看雪花，其實(shí)是在實(shí)時(shí)觀察宇宙微波背景輻射。
來自宇宙微波背景輻射的雪信號不僅可以消除，而且不會(huì)隨著天線方向的改變而改變，因?yàn)橛钪嫖⒉ㄝ椛涫歉飨蛲缘?。最早的黑白電視廣播出現(xiàn)在20世紀(jì)30年代，所以不經(jīng)意間，人們實(shí)際上比天文學(xué)家早30年證明了BIGBANG，但當(dāng)時(shí)人們并不知道這個(gè)事實(shí)。
