Transcurridos los 20 primeros minutos de vida, el universo aparece constituido por protones, núcleos de helio y en menor proporción de Li y Be, electrones y fotones. Debería haber también materia obscura no ordinaria. Los fotones siguen interaccionando intensamente con los electrones libres, de manera que no pueden recorrer un camino muy largo sin encontrar un electrón y experimentar un proceso de difusión. Cuando ocurre este fenómeno se dice que la materia es opaca a la radiación y que ambas están acopladas. No existen condiciones para la supervivencia de los átomos neutros ya que las altas temperaturas provocarían rápidamente su ionización.

El proceso de expansión continua reduciendo la temperatura. La densidad de radiación, predominante desde los muy primeros instantes, disminuye cuando la edad del universo es de unos 300000 años y su temperatura 3500 K, pasando a ser inferior a la densidad de materia. Los núcleos existentes capturan los electrones, en un proceso denominado recombinación, para formar átomos que en estas condiciones son ya estables.

Estos fenómenos provocan una profunda modificación de las condiciones químicas del medio permitiendo que los fotones puedan recorrer libremente el universo, que se hace transparente a la luz. En un instante muy próximo al de este suceso, ocurre la emisión de una radiación en el infrarrojo cercano. El proceso de expansión y enfriamiento del universo la transformarán en la radiación de fondo que observamos actualmente en microondas con una temperatura de 2.7 K. Por lo demás su forma y propiedades permanecen inalteradas. Así, está verdadera radiación fósil guarda una información preciosa sobre las propiedades del universo primordial.

Figura 8-1-10

La radiación de fondo es pues la luminaria que anuncia el inicio de una nueva etapa de la vida del universo, la era material, donde reinan unas condiciones que favorecen la creación de grandes estructuras estables como las galaxias, cúmulos de galaxias y estrellas que configuran el aspecto de nuestro universo observado. La figura 8-1-10 esquematiza las distintas etapas de la vida del universo.