關於宇宙起源的最受支持的理論集中在一個被稱為大爆炸的事件上。這個理論源自於這樣的觀察：其他星系正以極快的速度向各個方向遠離我們的星系，就好像它們都受到了一種古老的爆炸力的推動。
一位名叫喬治·勒梅特 (Georges Lemaître)的比利時牧師在 1920 年代首次提出了大爆炸理論，當時他提出宇宙起源於單個原始原子的理論。這個想法得到了埃德溫·哈伯（Edwin Hubble）關於星係正在向各個方向加速遠離我們的觀察，以及阿諾·彭齊亞斯（Arno Penzias）和羅伯特·威爾遜（Robert Wilson）在20 世紀60 年代發現的宇宙微波輻射（被解釋為大爆炸的迴聲）的重大推動。Michael Greshko發表在最新一期《國家地理雜誌》(National Geographic) 的<宇宙的起源，解釋>)( Origins of the universe, explained)試圖進一步解釋。
重力、電磁力、強核力和弱核力——被鍛造成單一的力
進一步的工作有助於闡明大爆炸的速度。理論是這樣的：在其存在的最初 10^-43 秒內，宇宙非常緊湊，小於單個原子的十億分之一。人們認為，在如此難以理解的密集能量狀態下，四種基本力——重力、電磁力、強核力和弱核力——被鍛造成單一的力，但我們目前的理論還沒有弄清楚單一的、統一力量就能發揮作用。為了實現這一目標，我們需要知道重力如何在亞原子尺度上發揮作用，但目前我們還不知道。
人們也認為，極度接近的空間使得宇宙中最早的粒子能夠混合、混合並穩定在大致相同的溫度下。然後，在難以想像的一瞬間，所有物質和能量或多或少均勻地向外膨脹，量子尺度上的波動帶來了微小的變化。這種驚人的膨脹模型，稱為暴漲，可以解釋為什麼宇宙有如此均勻的溫度和物質分佈。暴漲之後，宇宙繼續膨脹，但速度要慢得多。目前尚不清楚到底是什麼推動了通貨膨脹。
宇宙膨脹的後果
隨著時間的流逝和物質的冷卻，更多種類的粒子開始形成，它們最終凝結成我們目前宇宙的恆星和星系。
當宇宙形成十億分之一秒時，宇宙已經冷卻到足以使四種基本力彼此分離的程度。宇宙的基本粒子也隨之形成。然而，天氣仍然很熱，這些粒子還沒有組裝成我們今天擁有的許多亞原子粒子，例如質子。隨著宇宙不斷膨脹，這種滾燙的原始湯——稱為夸克-膠子等離子體——繼續冷卻。有些粒子對撞機，例如歐洲核子研究中心的大型強子對撞機，其威力足以重建夸克-膠子等離子體。
早期宇宙中的輻射非常強烈，以至於碰撞的光子可以形成由物質和反物質組成的粒子對，除了帶有相反的電荷外，反物質在各方面都與普通物質相似。人們認為早期宇宙包含等量的物質和反物質。但隨著宇宙冷卻，光子不再具有足夠的能量來形成物質-反物質對。就像一場搶椅子的極限遊戲一樣，許多物質和反物質粒子配對並相互湮滅。
自然法則對待物質和反物質的態度略有不同
不知何故，一些多餘的物質倖存下來——現在它們是構成人類、行星和星系的物質。我們的存在清楚地表明，自然法則對待物質和反物質的態度略有不同。研究人員透過實驗觀察了這種規則不平衡（稱為 CP 違反）的實際情況。物理學家仍在試圖弄清楚物質是如何在早期宇宙中獲勝的。
一種名為中微子的微小而幽靈般的粒子及其對應的反物質反中微子可以為這個問題提供一些線索，兩個名為“沙丘”和“超級神岡”的大型實驗正在利用這些無電荷、幾乎無質量的粒子來試圖解開這個謎團。
建構原子
在宇宙的第一秒內，它的溫度夠低，足以讓剩餘的物質凝聚成質子和中子，這是構成原子核的常見粒子。前三分鐘後，質子和中子組裝成氫核和氦核。以質量計算，早期宇宙物質中氫佔 75%，氦佔 25%。氦的豐度是大爆炸理論的關鍵預測，並已被科學觀測所證實。
宇宙膨脹的速度到底有多快？謎團加深了。
儘管有原子核，但年輕的宇宙仍然太熱，電子無法在原子核周圍形成穩定的原子。宇宙的物質仍然是帶電的霧氣，密度非常大，光很難穿過。宇宙還需要 38 萬年左右的時間才能冷卻到足以形成中性原子的程度，這一關鍵時刻稱為重組。較冷的宇宙首次使其變得透明，這讓在其內部嘎嘎作響的光子最終可以暢通無阻地穿過。
今天我們仍然看到這種原始餘輝是宇宙微波背景輻射，它遍布整個宇宙。輻射類似於透過天線傳輸電視訊號的輻射。但它是已知最古老的輻射，可能蘊藏著許多關於宇宙最早時刻的秘密。
從最初的星星到今天
直到大爆炸後約 1.8 億年，宇宙中才出現一顆恆星。引力花了很長時間才聚集氫雲並將它們鍛造成恆星。許多物理學家認為，巨大的暗物質雲（一種仍然未知的物質，其重量比可見物質多五比一）為第一個星系和恆星提供了重力支架。
一旦宇宙的第一批恆星點燃，它們釋放的光就具有足夠的衝擊力，足以再次從中性原子中剝離電子，這是宇宙的一個關鍵章節，稱為再電離。科學家試圖一睹這個「宇宙黎明」的風采，但結果好壞參半。早在 2018 年，一個澳洲團隊就宣布發現了大爆炸後約 1.8 億年第一批恆星形成的跡象，儘管其他團隊未能重現他們的結果。大爆炸後三億年，第一個星系誕生了。在接下來的數十億年裡，恆星、星系和星系團不斷形成和重新形成，最終形成了我們的家鄉銀河系和我們的宇宙家園太陽系。
即使現在宇宙仍在膨脹。令天文學家驚訝的是，膨脹的速度正在加速。對膨脹速度的估計各不相同，但詹姆斯韋伯太空望遠鏡的數據增加了越來越多的證據表明膨脹速度明顯快於應有的速度。
人們認為這種加速度是由一種稱為暗能量的排斥重力的力所驅動的。我們仍然不知道暗能量是什麼，但人們認為它佔宇宙總物質和能量的 68%。暗物質佔另外 27%。從本質上講，你所見過的所有物質——從你的初戀到頭頂上的星星——只佔宇宙的不到百分之五。