El Fondo Cósmico de Microondas (CMB, por sus siglas en inglés), el resplandor del Big Bang, se midió por primera vez en 1964. Al revelar una instantánea del Universo tal como existía hace casi 14 mil millones de años, cuando el cálido y denso Universo temprano se volvió transparente por primera vez, el CMB ha proporcionado a los cosmólogos una gran cantidad de información sobre la historia, la evolución y el contenido del Universo. Los fotones que componen el CMB han viajado libremente desde ese primer momento, y sus longitudes de onda se han estirado con la expansión del Universo a unos pocos milímetros de longitud, convirtiéndolos hoy en día en microondas.
Las variaciones sutiles en la temperatura del CMB y la polarización a través del cielo codifican información sobre los ingredientes del plasma que llenó el Universo temprano, el espectro de fluctuaciones primordiales que sirven como semillas de la estructura cosmológica y la evolución del Universo en los últimos 14 mil millones de años de historia cósmica. Siendo la luz más antigua y lejana que observamos en el Universo, el CMB retroilumina todas las demás estructuras. Los telescopios que miden el CMB también pueden detectar cualquier objeto cósmico que emita radiación de microondas.
CMB-S4 proporcionará mediciones del CMB con una precisión sin precedentes y permitirá nuevos conocimientos fundamentales en una amplia gama de la física. Estas mediciones permitirán la búsqueda de efectos de ondas gravitacionales primordiales, sondear la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, mapear la materia en todo el Universo y capturar fenómenos transitorios en el cielo de microondas.