宇宙是怎麼來的？ 我們又是怎麼知道的？

Abstract

大千世界怎麼來的？這個涉及起源與存在的重大問題，人類當然一直想知道答案。中西哲學家和宗教家對這個問題已經思辯了幾千年，不過以科學方法探討這個問題則是最近的事。儘管以前有盤古開天闢地等各種宇宙起源的說法，但並沒有任何哲學或是宗教的圖像，可以像物理學一般預測早期宇宙氦、重氫等含量，微波或重力波背等定量現象，然後用實驗方法加以檢驗。由於宇宙微波背景（Cosmic Microwave Background, 簡稱 CMB）與星系大尺度結構方面研究的大幅進展，物理學家現在知道，只要給定宇宙誕生一微秒時之初始條件，根據物理定律便可以演化成現在所見的宇宙。這初始條件是一種類似雜訊的密度微擾，一開始渺小的密度微擾在萬有引力吸聚下放大對比，形成現在所見星系、恆星等結構（圖 1）。現在宇宙學研究的重心，已經追溯到一微秒前到底發生什麼事，大霹靂本身的物理機制。而 CMB 在這方面的研究更將扮演極其獨特的角色。