宇宙本身不過是一條原因和結果的無窮的鏈條。——〔法〕霍爾巴赫：《自然的體系》
微波背景輻射的發現揭示宇宙熱大爆炸的起源，天空中近乎完美的均勻和微小的溫度波動為我們揭示了宇宙誕生時所發生的事情。那麼你可能有個疑問：微波輻射中冷熱點的溫度波動是怎麼來的？如果它是受到了早期物質分布的密度影響，那宇宙中現存的星系、星系團會不會也在影響我們看到微波輻射？
讓我們先回到宇宙的開端！
最後的散射面
熱大爆炸發生時，宇宙只是由一團粒子、反粒子和輻射組成的高溫物質濃湯。這時的宇宙空間曲率和物質分布幾乎是平坦和均勻的（但不完全是）。因為暴脹在熱大爆炸之前拉伸了整個宇宙空間，讓可見宇宙的曲率為零，也讓無處不在的微小量子漲落充滿了整個可觀測宇宙，形成了密度過高和密度過低的區域。
這時的宇宙一直在膨脹，而萬有引力卻想把一切都拉到一起，物質和能量密度過高的區域會吸引越來越多的物質，並試圖在所有的尺度上重新讓宇宙坍縮。當萬有引力與膨脹之間展開撕扯鬥爭時，宇宙也在冷卻，因為膨脹的宇宙不僅導致單位體積的物質被稀釋，它還拉伸了輻射粒子，也就是光的波長。
當宇宙冷卻到足以打破正反物質的對稱性，多餘的粒子-反粒子對湮滅，質子和中子形成穩定的原子核，最後直到宇宙可以首次穩定的形成中性原子，因為此時的輻射能量已經太低，不足以再次電離中性原子。這個時候大爆炸留下的餘暉，也就是光子可以沿著直線自由的傳播而不會受任何阻礙，因為之前導致光子散射的自由電子最終都和原子核結合在了一起，形成了中性原子。微波輻射光子最後的發出也被稱為「最後的散射面」
此時的輻射本身是完全均勻且溫度相同。但我們看到的微波輻射並不完全均勻。暴脹不僅造成了密度略高和密度略低的區域，而且在某些尺度上（尤其是較小的尺度），引力會使這些密度過高和密度過低的區域持續增長。
那麼，為什麼輻射本身是完全均勻的，而我們看到的卻不是？
還記得愛因斯坦的廣義相對論所提出的最重要概念嗎？物質和能量的存在可以使空間彎曲。如果一個空間區域的物質密度過高（有更多的物質和更多的能量），那麼這個位置的空間會被彎曲的更加嚴重，這意味著任何爬出這個區域的光都會發生引力紅移。
因此，如果一開始所有的光線都有相同的溫度，但有些區域的密度比平均值大或小，那麼光線完全爬出這些區域，進入我們的眼睛會發生什麼？
由於引力紅移高於平均水平，密度較大的區域看起來更冷，而密度較小的區域由於引力紅移低於平均水平，看起來更熱。這就是所謂的非完全薩克斯–沃爾夫效應。這個效應發生在最後的散射面上，此影響是CMB波動的主要來源。
當我們看到宇宙微波背景輻射（CMB）的溫度波動時，其中的冷點將對應於密度過高的區域，由於引力的作用，這些區域將在未來形成比平均水平更密集的恆星、星系和星系團。另一方面，熱點是密度較低的區域，平均而言，這些區域會將更多的物質轉移到密度較高的周邊區域，因此會產生比平均水平更少的恆星、星系和星團。
那麼宇宙中現存所有的恆星、星系和星系團如何影響光子？
其實它們也會對微波輻射的光子造成同樣的影響，當這些原始輻射從恆星、星系、星系團的引力井裡爬出來時，也會發生引力紅移。畢竟就像哈勃告訴我們的那樣，宇宙中充滿了星系，即使在我們看來空無一物的空間區域內也充滿了大量的星系。
正常情況下星系或者星系團不會對微波輻射的光子造成任何影響。因為當光子第一次落入引力井時，它被藍移了一定的數量，而當它再次爬出引力井時，它又被紅移了相同的數量！
但是，當光子落入的引力井時，有兩種特殊的效應可以改變光子的能量，而且這兩種效應都會影響到CMB：
星系/星系團中的氣體，由於其溫度和運動，會引起宇宙微波背景輻射溫度的變化。這被稱為蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應（分別是熱分量和運動學分量），並且已經在幾個星系團中被預測和檢測到了。它說的主要是星系團中的高能電子會與微波輻射的光子發生作用，將一部分能量轉移到光子身上，這樣就會造成高能光子增加，使得微波輻射不再是理想的黑體輻射。星系團的引力勢井（無論它們是密度過高還是過低）可以在一個光子下落並逃逸的過程中，使其波長微妙的或增或減，並隨時間改變其能量。這就是所謂的完全薩克斯–沃爾夫效應，它實際上是在大規模波動中發揮了作用，並且發生在最後的散射面到地球之間，因此它不是CMB的原始波動。這個效應產生的原因是，由於暗能量的加速膨脹，大規模引力勢阱（超星系團）和宇宙超空洞會隨著光子穿過它們的時間發生引力衰減或增強。一個光子進入一個引力勢阱（超星系團）會得到能量，在光子離開時，引力勢阱會被膨脹拉長和變淺，那麼光子就會保留了一部分能量。同樣地，光子必須消耗能量進入超空間，但當它離開稍微被壓扁的勢壘時，就不會把損失的能量全部收回，也就是說光子的能量會降低。
事實上，有一段時間我們很難解釋微波輻射中存在一個大範圍的冷點，它看起來比平均溫度低了好多，在理論上不可能存在。
但是在對該區域的星系進行觀察之後，我們確定在這個巨大的區域中，星係數量比平均數量少了20%，這意味著這是一個巨大的宇宙空洞，也就是上文說的超空間，由於完全薩克斯–沃爾夫效應改變了超空間的引力勢阱，導致穿過這個區域的CMB光會發生額外的紅移，或者比平均溫度更冷。
從宇宙微波背景輻射中產生的冷點只是一個普通的冷點，而這個「超空間」又導致了這一區域的額外冷卻，這只是一個普通的低密度區域。我們通過將星系地圖和宇宙微波背景輻射聯繫起來，實際上我們可以在任何引力或天體物理效應發揮作用之前，更好地理解宇宙在它誕生時的樣子！
這就是宇宙微波輻射波動的最初來源和後期星系團對波動的影響。