Beide arbeiteten damals für die Bell Telephone Labs und sollten untersuchen, ob sich per Satellit interkontinentale Funkverbindungen herstellen lassen. Bei ihren Messungen mit einem besonders empfindlichen Radioteleskop stießen Robert Wilson und Arno Penzias auf ein rätselhaftes Rauschsignal. Es kam gleichmäßig aus allen Richtungen. Zunächst glaubten sie an eine irdische Störstrahlung. Sie entfernten sogar den Kot, den Fledermäuse und Tauben in dem 15 Meter großen Instrument hinterlassen hatten – sie sprachen von "weißem dielektrischen Material".

Schließlich waren alle möglichen Störquellen ausgeschlossen. Das Signal musste aus den Tiefen des Kosmos kommen, ohne dass die beiden Astronomen wussten, was das sein könnte. Erst der Kontakt zu Kollegen der Princeton Universität ganz in der Nähe brachte Klarheit: Wilson und Penzias hatten die von der Urknalltheorie vorhergesagte kosmische Hintergrundstrahlung entdeckt.

Demnach muss ein Universum, das aus einem extrem heißen Anfang hervorgegangen ist, heute noch nachglühen – bei einer Temperatur von etwa drei Grad über dem absoluten Nullpunkt. Wilson und Penzias veröffentlichten den Fachartikel "Die Messung einer erhöhten Antennentemperatur bei 4080 Megahertz". Für die anderthalb Seiten gab es 1978 den Nobelpreis für Physik.