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大霹靂後約38萬年，由於宇宙溫度降低，所以質子與電子可以結合為氫原子，宇宙中的自由電子減少了，光子被電子散射的機會也跟著降低，終於可以行進到宇宙的每個角落，這也就是「3K宇宙背景輻射」。宇宙背景輻射攜帶了宇宙誕生初期的資訊，也是瞭解宇宙早期演化的關鍵。1964年貝爾實驗室的科學家彭齊亞斯和威爾森最早偵測到宇宙背景輻射，1989年NASA發射了「宇宙背景輻射探索衛星」，完整地測量了它在各個波段的強度，確定了宇宙背景輻射與3K黑體輻射完全吻合，也證實了「大霹靂」理論。之後NASA又在2001年發射「威爾金森微波各向異性探測器」，歐洲太空總署也在2009年發射了「普朗克衛星」，都是藉著宇宙微波背景輻射來更深入地了解宇宙演化過程。