우주가 '우연한' 양자요동에 의해서 생겨났다는 빅뱅의 원인을 밝히고자 많은 과학자들이 노력하고 있다. 양자요동(Quantum fluctuation)이란 진공상태에서도 매우 짧은 시간간격 동안에는 불확정성의 원리가 허용하는 범위에서 에너지 생성과 소멸이 가능하기 때문에 입자들이 마구 요동을 치듯이 쌍생성과 쌍소멸을 하여 진공이 마구 들끓는 현상을 말한다.
실제로 가속기에서 보면 이 양자요동의 흔적을 볼 수 있다. 그런데 양자역학은 기본적으로 확률 이론이다. 양자역학의 입장에서는 어느 특정한 요동이 일어날지 말지는 확률만이 결정할 수 있다, 그런 의미에서 어느 특정한 요동은 우연히 일어날 수도, 안 일어날 수도 있다. 확률이 90%인 어떤 사건도 우연히 안 일어날 수도 있는 법이다.
우주 초기 상태를 진공으로 생각할 때, 이 진공이 어느 순간 엄청난 에너지 요동을 치며 이로부터 우주가 생겨날 수도 있다는 것이 '우연'이라는 뜻이다. 즉, 우주가 양자역학적이라면 양자요동에 의해 물질우주로 전이할 수 있다는 말이다.
우주공간의 균질성과 운동법칙 그리고 항성과 행성 등을 만들어 낸 씨앗이 바로 초기우주의 양자요동이다. 물질은 분자로 이루어져있고 분자는 원자가 결합된 상태이다. 원자는 양성자와 중성자로 이루어진 핵과 전자기력에 의해 묶여있는 전자로 구성 되었다. O(10) eV 정도의 에너지만 쏘아주면 쉽게 핵과 전자로 분리된다.
예를 들어 가장 작은 원자인 수소 원자의 경우, 양성자 1개와 전자 1개로 구성되어 있는데 이를 분리하기 위해 필요한 에너지가 13.6 eV라는 것을 계산하는 것이 양자역학 첫째 시간에 배우는 내용이다.
원자가 분자로 결합하기위해서는 에너지가 필요한데 그 에너지는 위에서 말한 전자의 개수에 의해 결정 된다. 다시 말해서 모든 만물의 특징, 성질, 형태, 규칙 등이 전자의 개수에 의해 결정 된다. 전자의 개수란 양자역학에 의한 전자분포를 말한다. 불확정성원리에 의해 지배받는 전자의 분포에 따라 단순히 결정된 것일 뿐이며 왜 존재하는가는 초끈이론에 으해 설명이 가능하다.