Circa 14 miliardi di anni fa è avvenuto l’evento denominato Big Bang, nel quale, a partire da un singolo punto, si è espanso l’universo in cui abitiamo. Spesso si parla di questo evento come di un’esplosione. Questa naturalmente è una metafora, in quanto le esplosioni ordinarie avvengono all’interno di uno spazio ben definito mediante la conversione di energia da una forma (in genere chimica, ma anche nucleare) in un altra (calore ed energia cinetica). Invece il Big Bang rappresenta anche l’inizio dello spazio e del tempo, in maniera simile ad un palloncino di gomma da masticare che si espande a partire dal foro della bocca: l’espansione parte dal foro della bocca e il palloncino si espande aumentando il proprio volume e la propria superficie, solo che nel caso del Big Bang il foro ha dimensioni infinitesime.
Questa "esplosione" ha lasciato delle tracce dietro di sè, la più famosa ed evidente è l’allontanamento delle galassie l’una dalle altre che continua tuttora e che è osservabile grazie al fenomeno del red shift, cioè dello spostamento verso il rosso della frequenza della luce proveniente dalle galassie lontane.
Un’altra traccia lasciata dal Big Bang è la cosiddetta radiazione di fondo, che è una radiazione elettromagnetica a bassa frequenza che permea lo spazio in ogni direzione e in ogni punto. Questa radiazione è dovuta ad un meccanismo complesso legato al comportamento della luce e della materia alle diverse temperature.
Nei primi istanti successivi al Big Bang la temperatura era altissima e quindi le particelle che costituiscono la materia ordinaria (quarks ed elettroni principalmente) non potevano legarsi tra loro. Questo creava una massa di particelle cariche distribuite uniformemente nello spazio che di fatto bloccava la diffusione della luce, analogamente a quello che succede all’acqua che prova a diffondersi attraverso della sabbia compatta. Però man mano che l’universo di espandeva la temperatura calava e quindi ad un certo punto si arrivò alla soglia dei 3000K al di sotto dei quali gli elettroni, i protoni e i neutroni si cominciano ad aggregare in atomi e quindi la radiazione e la materia smettono di essere mischiate. A questo punto la materia diventa trasparente alla luce che può diffondersi praticamente liberamente in ogni direzione.
Questa luce "primordiale" (nel senso che è composta da energia che era già in forma elettromagnetica ai primordi dell’universo e non invece convertita in tale forma dalle fornaci stellari) ha quindi cominciato a diffondersi ovunque analogamente ad un fiume che dopo aver filtrato con difficoltà attraverso delle rocce trova finalmente uno sbocco e crea una sorgente all’aperto. Questo mare elettromagnetico riempie quindi tutto l’universo fin da allora, e da allora c’è stata solo la variazione della frequenza di picco di questa radiazione, che dovendosi estendere in un universo in continua espansione, è diminuita a partire dai 3000K ricordati sopra fino ai 3-4K misurati odiernamente.