阿诺·彭齐亚斯杰出贡献六十年代初，为了改进与“回声”（Echo）和“电视星”（Telstar）卫星的通讯，和R.W.威尔逊合作建立6米号角式接收天线系统，其定向灵敏度高于其他射电望远镜
彭齐亚斯又制造一个氦致冷参考源，R.W.威尔逊也改进了一套对比天线温度的开关装置
1964年，当他们测量银晕气体射电强度时，发现存在着无法消除的背景辐射，指出波长7.35厘米的微波噪音相当于3.5K黑体辐射
背景辐射的各向同性程度极高，在以后的长时期测量中，还发现没有季节性变化
他们与麻省理工学院、普林斯顿研究院的天文学家共同探讨，并把辐射温度订正为2.7K，于1965年7月将发现公诸于世，被称为3K宇宙背景辐射
彭齐亚斯和R.W.威尔逊认为，3K微波背景的发现是对大爆炸宇宙学的有力支持
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