En los Laboratorios de la Bell Telephone en Holmdel (Nueva Jersey) otros dos jóvenes astrónomos, Arno Penzias (nacido en 1933) y Robert Wilson (nacido en 1936), habían construido una extraña antena (una especie de gran bocina receptora) de 6 metros de longitud para observar posibles microondas provenientes del halo de la Vía Láctea. En 1965, detectaron una radiación misteriosa que no parecía tener relación con nuestra Galaxia. La insistente radiación era observable en todas las direcciones del cielo y permanecía omnipresente día y noche a lo largo de todo el año. Era una señal sumamente uniforme y que correspondía a una temperatura de tan sólo unos 3 Kelvin (270 grados Celsius bajo cero). Desconcertados, Penzias y Wilson concluyeron que necesariamente tal radiación era de origen cósmico, pero no tenían idea de qué fenómeno físico podía causarla.Arno Penzias mencionó el extraño descubrimiento al físico Bernie Burke que, casualmente, estaba muy al tanto de los trabajos de Robert Dicke en Princeton. Penzias y Wilson se entrevistaron enseguida con Dicke y fueron entonces conscientes de que habían detectado la radiación que, poco después del Big Bang, llenaba el Universo. Se trataba de una especie de eco procedente de aquella gran explosión.
La detección de este eco (el fondo cósmico de microondas) supuso un gran espaldarazo a la teoría del Big Bang que no era, hasta entonces, aceptada por todos los astrónomos. Si Hubble había descubierto de manera inequívoca la expansión del Universo cuarenta años antes, la detección de esta radiación fósil ya no dejaba ninguna duda sobre la teoría que hoy se conoce como "teoría estándar".
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