Jedoch war es damals nicht möglich, die explizite Form dieser Strahlung zu messen. Von der Urknalltheorie wurde vorhergesagt, dass die Verteilung der Wellenlängen in der Hintergrundstrahlung der Strahlung eines so genannten Schwarzen Körpers entspricht. Diese Wellenlängenverteilung hängt nur von der Temperatur des Körpers ab, der die Strahlung ausstrahlt. Auch in den folgenden Jahren gelang es nicht, das Strahlungsspektrum der Hintergrundstrahlung von der Erde aus vollständig zu vermessen, weil die Erdatmosphäre für einen großen Teil des Spektrums undurchlässig ist.
Deshalb plante die Nasa ab 1974 den Bau des Satelliten Cobe, der die Hintergrundstrahlung vom All aus vermessen sollte. Die treibende Kraft und der Koordinator der Cobe-Mission war John Mather. Ursprünglich sollte Cobe mit dem Space Shuttle ins All befördert werden. Doch das tragische Challenger-Unglück im Jahr 1986 vereitelte diesen Plan. In geschickten Verhandlungen gelang es Mather jedoch, den Nasa-Verantwortlichen eine eigene Startrakete für Cobe “abzuschwatzen”, die den Satelliten schließlich am 18. November 1989 ins All beförderte.
Neun Minuten, nachdem Cobe seinen Messbetrieb aufgenommen hatte, war der Nachweis bereits erbracht: Die kosmische Hintergrundstrahlung hat die Form der Strahlung eines Schwarzen Körpers ? exakt so, wie die Urknalltheorie es vorhergesagt hatte. Als die Messkurve im Januar 1990 auf einer Konferenz präsentiert wurde, zollten die Teilnehmer dieser Entdeckung stehenden Beifall.
Doch man vermutete in der Hintergrundstrahlung eine weitere Information: Um die Existenz von Galaxien und Sternen erklären zu können, ist es notwendig, dass die Materie in unserem Universum bereits kurz nach dem Urknall nicht mehr vollkommen gleichförmig verteilt war. Nur dann kann die Gravitation dafür sorgen, dass aus kleinen Schwankungen in der fast gleichförmigen Dichteverteilung der Materie später größere Materieklumpen entstehen, aus denen schließlich Galaxien und Sterne werden.
Die Quantenphysik sagt voraus, dass solche “Unregelmäßigkeiten” ? so genannte Fluktuationen ? bereits kurz nach dem Urknall die Saat für spätere größere Materieansammlungen gelegt haben. Diese Fluktuationen sollten sich in der Kosmischen Hintergrundstrahlung durch winzige Abweichungen von der mittleren Strahlungstemperatur bemerkbar machen. Diese mittlere Temperatur liegt bei 2,7 Grad Kelvin ? etwa minus 270 Grad Celsius.
Bei der Planung von Cobe ging man davon aus, dass diese Abweichungen in der Größenordnung von etwa einem Tausendstel Grad liegen. Doch nachdem Astronomen entdeckten, dass es neben der sichtbaren Materie in unserem Universum noch einen großen Anteil an ?Dunkler Materie? geben müsse, verschob sich der vorausgesagte Wert auf ein Hunderttausendstel Grad Abweichung.
Für die Suche nach diesen Abweichungen trug George Smoot die Verantwortung. Obwohl die Höhe der Temperaturschwankungen an der Nachweisgrenze der Cobe-Instrumente lag, gelang es Smoots Team durch Einbeziehen der Daten, die von der Erde aus gemessen worden waren, die vorausgesagten Temperaturschwankungen nachzuweisen. Die Ergebnisse sind inzwischen von der 2001 gestarteten Nasa-Sonde WMAP bestätigt worden.
Die Entdeckungen von Mather und Smoots haben die Kosmologie, die Jahrhunderte lang eher ein Beiwerk der Philosophie und Religion war, endgültig zur exakten Naturwissenschaft gemacht.
