Рели́ктовое излуче́ние (лат. relictum — остаток), косми́ческое сверхвысокочасто́тное фо́новое излуче́ние — равномерно заполняющее Вселенную тепловое излучение, возникшее в эпоху первичной рекомбинации водорода. Обладает высокой степенью изотропности и спектром, свойственным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,73 К[1].
Существование реликтового излучения было предсказано теоретически Георгием Гамовым в 1948 году в рамках теории Большого взрыва. Хотя в настоящее время многие аспекты первоначальной теории Большого взрыва пересмотрены, основы, позволившие предсказать эффективную температуру реликтового излучения, остались неизменны. Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 году. Наряду с космологическим красным смещением, реликтовое излучение рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.
Термин реликтовое излучение, который обычно используется в русскоязычной литературе, ввёл в употребление советский астрофизик И. С. Шкловский[2].
Согласно теории Большого взрыва, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоявшую из электронов, барионов и постоянно излучавшихся, поглощавшихся и вновь переизлучавшихся фотонов. Фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы, сталкиваясь с ними и обмениваясь энергией — в первые несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва имели место томсоновское (при энергиях много меньше массы электрона)[3] и комптоновское рассеяние (прямое и обратное, γ + e− ↔ γ + e−), а также двойное комптоновское рассеяние (γ + e− ↔ γ + γ + e−, эффективно при температурах выше 1 кэВ) и тепловое тормозное излучение (свободно-свободные переходы электронов в поле протонов и других ядер, e− + p+ ↔ e− + p+ + γ, доминирует при температурах от 1 до 90 эВ)[4]. Таким образом, излучение находилось в состоянии теплового равновесия с веществом, а его спектр соответствовал спектру абсолютно чёрного тела[5].