文：加來道雄（Michio Kaku）
廣義相對論和宇宙
愛因斯坦在一九一五年構思廣義相對論時，加來加宇也必須應付這些令人困惑的道雄悖論。
回溯到一九二○年代，神的式愛式添數最當愛因斯坦最早開始應用他的程方程理論來解釋宇宙本身時，天文學家便曾告訴他，坦承宇宙是宙常靜態的，既不膨脹也不收縮。錯誤
然而愛因斯坦卻在他的加來加宇方程式中發現了令人不安的事項。當他試行求解，道雄方程式卻告訴他，神的式愛式添數最宇宙是程方程動態的，要嘛就膨脹，坦承不然就收縮。宙常（其實這就是錯誤本特利所提問題的解，不過當時他還沒有意識到這點。加來加宇宇宙並沒有在重力影響下塌縮，因為宇宙不斷膨脹，克服了塌縮的傾向。）
為了找到靜態的宇宙，愛因斯坦被迫為他的方程式添加了一個捏造的要素（稱為宇宙常數〔cosmological constant〕）。手動調校它的數值，他就可以消除宇宙的膨脹或收縮現象。
後來到了一九二九年，天文學家愛德溫・哈伯（Edwin Hubble） 動用了加州威爾遜山天文台（Mount Wilson Observatory）的巨型望遠鏡，才得以做出驚人發現。
宇宙畢竟是不斷膨脹，就如愛因斯坦的方程式原本所預測的那樣。他分析遙遠星系的都卜勒頻移（Doppler shift）現象，成就這項歷史性發現。（當恆星遠離我們，它的星光波長拉伸，於是就會轉為略帶紅色。當恆星朝我們運行，波長就會被壓縮，於是它就轉為略帶藍色。哈伯仔細分析眾星系，結果發現，平均而言，星系都有紅移現象，因此是遠離我們而去。宇宙不斷膨脹。）
一九三一年，愛因斯坦拜訪威爾遜山天文台並與哈伯見面。當愛因斯坦聽人提起，宇宙常數是不必要的，還有宇宙畢竟是不斷膨脹的，這時他承認，宇宙常數是他的「最大錯誤」。（實際上，稍後我們就會見到，宇宙常數在最近這些年來東山再起，所以就連他的大錯，顯然也開啟了科學研究的全新領域。）
這項結果還可能再推進一步，用來計算出宇宙的年齡。既然哈伯能計算出星系的遠離速率，我們應該也能夠「倒轉錄影帶」，並計算出這種膨脹已經進行了多長的時間。這樣求得的宇宙年齡，最原始的答案是十八億年（這很尷尬，因為當時已知地球的年紀還要更大――四十六億歲。所幸，普朗克衛星的最新衛星資料顯示，宇宙的年齡是一百三十八億年）。
大爆炸的量子餘暉
當物理學家開始把量子理論應用於大爆炸，便掀起了宇宙學的下一場革命。俄羅斯物理學家喬治・伽莫夫（GeorgeGamow）推敲，倘若宇宙剛開始時是一場超級高熱的浩瀚爆炸，那麼部分熱度就會存續至今。倘若我們把量子理論應用於大爆炸，那麼當時那個原始火球肯定就是個量子黑體輻射發送器。由於黑體輻射發送器的特性廣為人知，所以應該是有可能計算出大爆炸餘暉或迴響的那種輻射。
一九四八年，伽莫夫和他的兩位同事，拉爾夫・阿爾菲（Ralph Alpher）以及羅伯特・赫爾曼（Robert Herman），使用手邊的早期簡陋實驗，計算出如今大爆炸餘暉的溫度應該約為絕對零度以上五度。（實際數值是2.73凱氏度。）這就是宇宙在冷卻了數十億年之後的溫度。
這項預測在一九六四年經過驗證確認，當時阿諾・彭齊亞斯（Arno Penzias）和羅伯特・威爾遜（Robert Wilson）動用了霍姆德爾（Holmdel）的巨型電波望遠鏡，來偵測太空中的殘留輻射。（起初他們還認為這種背景輻射是出自他們所使用儀器的一項缺陷。根據傳言，他們是在普林斯頓發表演講時，才意識到自己的錯誤，當時聽眾群裡有個人表示，「你們要嘛就是偵測到了鳥屎，不然那就是宇宙的創生。」為測試這點，他們小心刮除電波望遠鏡上的所有鴿子糞便。）
如今這種微波背景輻射或許是有關大爆炸的最具有說服力，也最能令人信服的證據。一如預測，從最新近的背景輻射衛星照片，都能見到一團均勻的能量火球，平均分到宇宙各處。（當你聽到收音機的靜電雜音，其中有些實際上就是出自大爆炸。）
事實上，如今這些衛星照片已經十分精確，有可能在背景輻射中探測出量子不確定原理所激發的纖小微型漣漪。在創世那個瞬間，應該就存有後來引發這些漣漪的量子漲落。大爆炸若是完全平滑，也就違反了不確定性原理。這些漣漪最後就會隨著大爆炸而膨脹，創造出了我們在周遭見到的星系。（事實上，倘若我們的衛星並沒有在背景輻射當中偵測到這些量子漣漪，則這項缺失就會毀掉把量子理論應用於宇宙的指望。）
這為我們帶來了一幅醒目的量子理論新圖像。我們生存在銀河系，周遭還有數十億座星系，這些事實正是肇因於原始大爆炸的微小量子漲落。你周遭所見的一切事物，在數十億年前只是這種背景輻射裡面的一個微小定點。
把量子理論應用於重力的下一個步驟，就是把從量子理論和標準模型習得的知識應用於廣義相對論的時候。
暴脹
受了一九七○年代標準模型成功事例的鼓舞，阿蘭・古斯（Alan Guth）和安德烈・林德（Andrei Linde）兩位物理學家自問：從標準模型和量子理論習得的知識，能不能直接應用於大爆炸？
這是一道新穎的問題，因為標準模型在宇宙學上的運用，仍是尚未經過探索的範疇。古斯注意到，宇宙有兩個令人費解的層面，無法以他們所設想的大爆炸來解釋。