Năm 1964 Công ty điện thoại Bell của Mỹ có hai kỹ sư trẻ là Penzias và Wilson trong khi điều chỉnh anten parapôn cỡ lớn đã bất ngờ nhận được những tạp nhiễu vô tuyến. Bất cứ hướng nào trong không gian cũng đều nhận được tạp nhiễu này, độ mạnh của tín hiệu ở các phương đồng đều như nhau, hơn nữa kéo dài mấy tháng không thay đổi.
Lẽ nào bản thân thiết bị bị trục trặc? Hay là do chim bồ câu làm tổ trên anten? Họ tháo anten ra và lắp lại, vẫn không tránh được tạp âm không thể nào giải thích được.
Bước sóng loại tạp âm này nằm trong dải sóng vi ba tương ứng với nhiệt độ 3,5 K là bức xạ điện từ của vật đen. Sau khi phân tích, họ cho rằng, tạp âm này không phải đến từ vệ tinh nhân tạo, cũng không phải của Mặt Trời, hệ Ngân hà hoặc sóng vô tuyến của một hệ sao ngoài Ngân hà, bởi vì khi quay anten cường độ tạp âm vẫn không thay đổi.
Về sau, đi sâu vào đo lường và tính toán, biết được nhiệt độ là 2,7 K, gọi chung là bức xạ phông vi ba vũ trụ 3 K. Phát hiện này khiến nhiều nhà khoa học đi theo thuyết vũ trụ bùng nổ đã nhận được sự cổ vũ to lớn. Họ cho rằng từ 15 – 20 tỉ năm trước, sau khi vũ trụ bùng nổ thì trạng thái nhiệt độ cao ban đầu của vũ trụ giãn nở đến nay đã lạnh đi rất nhiều. Theo tính toán, lượng bức xạ tàn dư sau vụ bùng nổ rất nhỏ, nhiệt độ tương ứng khoảng 6 K. Còn kết quả quan trắc của Penzias và Wilson rất gần với nhiệt độ của dự đoán bằng lý thuyết. Đó là sự ủng hộ vô cùng mạnh mẽ đối với thuyết vũ trụ bùng nổ. Tiếp theo năm 1929 sau khi Hubble khám phá ra tia phổ dịch chuyển về phía đỏ của một thiên thể lại một lần nữa phát hiện ra một hiện tượng thiên văn quan trọng.
Sự phát hiện bức xạ phông vi ba vũ trụ đã mở ra một lĩnh vực mới về quan trắc vũ trụ và cũng đưa ra những ràng buộc mới về quan trắc đối với các mô hình vũ trụ. Vì vậy mà ở thập kỷ 60 của thế kỷ XX nó được xem là một trong 4 phát hiện lớn của thiên văn học. Năm 1978 Penzias và Wilson đã giành được Giải thưởng Nôben vật lý. Viện khoa học Thuỵ Điển trong quyết định tặng thưởng đã chỉ rõ: phát hiện này khiến cho ta nhận được những thông tin từ xa xưa, khi vũ trụ mới bắt đầu ra đời.