Теорията за големия взрив за произхода на Вселената е логичен резултат от откритието на астронома Едуин Хъбъл, че Вселената се разширява. Ако разширяването можеше да бъде обърнато, в даден момент от време цялата Вселена би се свила в една точка в пространството. Учените са извели условията и температурата на Вселената във време, безкрайно близко до тази особеност, въз основа на наблюдения на настоящата Вселена.
Първичната единичност
Сингулярността е област от пространство-време, в която материята е смачкана толкова тясно, че гравитационните закони, обяснени с общата теория на относителността, се разпадат. В една особеност обемът на пространството е нула и плътността му е безкрайна. Друг начин да се каже това е, че кривината на пространство-времето е безкрайна. Учените смятат, че такава особеност съществува в основата на черна дупка, която се появява, когато свръхмасивно слънце достигне края на живота си и се взриви. Общата теория на относителността също изисква такава особеност да съществува в началото на разширяващата се вселена.
Големият взрив
Големият взрив е моментът, когато първичната сингулярност се превърна във Вселената. Въз основа на наблюдения на отдалечени обекти и измервания на космическия радиационен фон, учените са извели температурата по времето на Планк, която е 10 милиона трилиона трилиона трилионти от a второ. В този момент температурата беше 100 милиона трилиона трилиона келвини (180 милиона трилиона трилиона градуса по Фаренхайт). Вселената претърпя период на ускорено разширяване, който приключи много преди да изтече секунда. По това време тя се охлажда до температура от 100 милиарда келвина (180 милиарда градуса по Фаренхайт).
Първите моменти от историята
Приблизително една секунда след Големия взрив, Вселената е била около 400 000 пъти по-плътна от водата, а температурата е била 10 милиарда келвина. Материята се състои главно от протони и неутрони. След 13,8 секунди температурата спадна до 3 милиарда келвина, а три минути и 45 секунди по-късно тя спадна до 1 милиард келвина. В този момент неутроните и протоните започнаха да образуват хелиеви ядра. Първите атоми се образуват едва 700 000 години след Големия взрив. По това време температурата беше спаднала до няколко хиляди келвина, което беше достатъчно хладно, за да могат протоните и електроните да образуват водородни атоми.
Потвърждаване на теорията
Освен откритието на Хъбъл, че Вселената се разширява, което на първо място е довело до развитието на теорията за Големия взрив, има още две причини за приемането на теорията. Единият е, че той предсказва, че хелийът, образуван по време на Големия взрив, трябва да представлява 25 процента от масата на Вселената, което астрофизиците наблюдават. Другото е, че предсказва, че температурата на космическия радиационен фон - следсвечение на Големия взрив - трябва да бъде 3 градуса над абсолютната нула, а наблюденията също потвърди това.