約138億年前，我們所知道的宇宙起源於我們稱之為大爆炸的瞬間。此時，熾熱而稠密的能量和物質充斥著宇宙，推動了空間的擴張。許多物理學家推測，在隨後的第一瞬間，宇宙經歷了一個極快膨脹的階段：一個稱為膨脹的過程。這一理論最令人驚奇的預測之一是，宇宙中所有星系的排列——宇宙中所有“物質”在最大可想象的尺度上的排列——是由發生在最小可能測量水平上的事件決定的：量子領域。然而，這一觀點的支持者長期以來一直面臨著一個棘手的問題：如果我們今天所能看到的只是宏觀結果，那麼我們能證實這個微觀起源故事嗎？
宇宙結構的量子起源問題是所有科學中最有趣的方面之一。
無論我們在天空中看什麼地方，我們都會發現幾乎完全隨機的星系空間分佈。根據該理論，這種隨機性的產生是因為星系生長的苗床本身有一個純粹的隨機源：所謂的量子真空的波動。量子真空是充滿宇宙的量子場的一種表現。與直覺相反，它也不是完全空的。在它裡面，場的短命激發不斷地出現，然後消失，創造了一種填補空白的量子靜態。
如果沒有宇宙膨脹，這種靜電就不會表現出任何長壽命的結構。然而，空間的難以置信的膨脹應該把微觀量子點放大到宏觀尺寸。隨著它們的增長，波動失去了消失回真空煙霧的能力，並“凍結”成永久存在。它們成為物理學家所稱的“經典”，這意味著它們不再遵循量子力學定律，而是按照愛因斯坦廣義相對論所闡明的引力以確定的方式演化。因此，在膨脹結束後，在物質在整個宇宙中均勻分佈的過程中，凍結靜電的印記應該以高於或低於平均密度的模式出現。這些模式有助於指導星系的形成，當物質在引力的作用下進一步聚集在一起時，星系會在更高密度的區域合併。
這個理論故事讓我們得出了一個非常富有詩意的結論：宇宙星系和星系團中最大、最不變的結構必定來自最小、最短暫的量子振盪。然而，這個美麗的故事是真的嗎？當然，還有其他的可能性：也許通貨膨脹不是從量子真空中產生的，而是由某種長壽命的量子粒子引發的。或者，甚至比通貨膨脹更早的某個過程不知何故在嬰兒宇宙中放置了一個經典模式，通貨膨脹放大了但並沒有創造。這兩種情況中的任何一種都將意味著我們對生命早期發生的事情的理解發生根本性的變化。
事實上，如果我們確實生活在一個膨脹的宇宙中，星系是從量子混沌中成長起來的，那麼我們應該期望發現它們隨機散佈在整個空間中。宇宙學家已經在大尺度結構中發現了一些非隨機特徵。但這些觀測結果可以透過“後碰撞”過程來解釋，比如重力對星系團生長的影響。挑戰在於找到非隨機性的跡象，這些跡象只能由早期宇宙中的事件來解釋。這些“原始”跡象可以揭示通貨膨脹如何發展的細節，也可以讓我們對這一時期發生的事情有一個全新的認識。
