Il fondo cosmico a microonde, solitamente abbreviato CMB, è una forma di radiazione elettromagnetica che permea l’intero universo. Ha una temperatura di 2.725 K ed è nella porzione a microonde dello spettro (da cui il nome), con un picco di intensità a una lunghezza d’onda di 1.9 mm. Il fondo cosmico a microonde è talvolta chiamato “l’eco del Big Bang” ed è la migliore prova attuale che l’universo in cui viviamo sia iniziato come una gigantesca esplosione da una sorgente puntiforme.
Il fondo cosmico a microonde è isotropo a 1 parte su 100,000, il che significa che varia di intensità solo leggermente ed è per la maggior parte omogeneo. Questo aiuta a indicare che ha origine da qualcosa che ha influenzato l’intero universo piuttosto che solo un sottoinsieme dell’universo. Lo spettro cosmico di fondo a microonde ha la particolarità di essere lo spettro del corpo nero misurato più precisamente in natura.
La radiazione cosmica di fondo a microonde sono fotoni rimasti dal periodo di tempo estremamente energetico nell’universo per i primi milioni di anni dopo il Big Bang. A quei tempi, l’intero universo era opaco e fatto di plasma, come una stella gigante del diametro di migliaia o milioni di anni luce. Alla fine, il plasma si è raffreddato in atomi neutri, a quel punto i fotoni si sono disaccoppiati dalla materia e hanno iniziato a muoversi liberamente nello spazio. I fotoni si sono raffreddati da allora e continuano a raffreddarsi dalla loro attuale temperatura di circa 2.7 K.
Il fondo cosmico a microonde è stato originariamente previsto nel 1948 da George Gamow e Ralph Alpher, ma non è stato osservato fino al 1956. Il fondo a microonde che osserviamo proviene da una superficie sferica chiamata superficie di ultima dispersione, che si riferisce al punto nel passato dell’universo quando i fotoni smisero di essere dispersi dalla materia carica e iniziarono a muoversi liberamente.
Una delle immagini più famose in cosmologia è quella del fondo cosmico a microonde, scattata dal satellite COBE nel 1990. Questa mostra la distribuzione del fondo cosmico a microonde nel cielo e ne rivela la struttura su larga scala.