该光辉在所有方向中几乎一致,但细微的残留变化展现出各向异性,与预期的一样,分布相当均匀的炽热气体已经扩大到宇宙大小。特别的是,在天空中不同角度的光谱辐射包含相同的各向异性,或不规则性,随区域大小变化。它们已被详细测量,若有因物质在极小空间的量子摄动而起的微小温度变化,且膨胀到可观测的宇宙大小,应该会与之吻合。这是一个非常活跃的研究领域,科学家同时寻求更好的数据(例如,普郎克卫星)和更好的宇宙膨胀初始条件。虽然许多不同的过程都可产生黑体辐射的一般形式,但没有比大爆炸模型更能解释涨落。因此,大多数宇宙学家认为,宇宙大爆炸模型最能解释宇宙微波背景。
在整个可视宇宙中有高度的一致性,黯淡却已测得的各向异性非常广泛的支持大爆炸模型,尤其是ΛCDM模型。此外,威尔金森微波各向异性探测器及宇宙泛星系偏振背景成像实验观测相距大于再复合时期之宇宙视界角尺度上涨落间的相关性。此相关可能为非因果的微调,或因宇宙暴胀产生。
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