Le fond diffus cosmologique (FDC) est la lumière la plus ancienne de l'Univers. Il a été émis environ 380 000 ans après le Big Bang, lorsque l'Univers s'est suffisamment refroidi pour que les électrons et les protons se combinent en hydrogène neutre. Avant cela, la lumière ne pouvait pas se propager librement. Après, elle l'a pu. Depuis lors, cette lumière voyage sans cesse, étirée par l'expansion de l'Univers jusqu'aux longueurs d'onde des micro-ondes.

Le rayonnement de fond cosmologique est remarquablement uniforme. Sa température est de 2,725 kelvins, avec d'infimes fluctuations de quelques parties par cent mille. Ces fluctuations sont à l'origine de tout ce que nous observons aujourd'hui : galaxies, amas et superamas. Elles marquent des régions légèrement plus denses que la moyenne, où la gravité a fini par agglomérer la matière.

Le rayonnement de fond cosmologique (CMB) a été découvert par hasard en 1964. Arno Penzias et Robert Wilson, qui cherchaient à réduire le bruit d'une antenne radio, ont détecté un signal persistant provenant de toutes les directions. Ils avaient mis en évidence la rémanence du Big Bang. Cette découverte leur a valu le prix Nobel.

Des satellites comme COBE, WMAP et Planck ont ​​cartographié le rayonnement de fond cosmologique avec une précision remarquable. Leurs données permettent de déterminer l'âge, la composition et la géométrie de l'Univers. Il s'agit de l'observation la plus importante de la cosmologie moderne.