Universumi tekkimise suure paugu teooria on loogiline tulemus astronoom Edwin Hubble'i avastusest, et universum laieneb. Kui laienemist oleks võimalik ümber pöörata, tõmbuks kogu universum mingil ajahetkel kokku üheks ruumipunktiks. Teadlased on praeguse universumi vaatluste põhjal järeldanud universumi tingimused ja temperatuuri sellele singulaarsusele lõpmatult lähedasel ajal.
Ürgne singulaarsus
Singulaarsus on aegruumi piirkond, kus aine purustatakse nii tihedalt kokku, et üldrelatiivsusteooriaga seletatavad gravitatsiooniseadused lagunevad. Ainsuses on ruumi maht null ja selle tihedus lõpmatu. Teine võimalus seda öelda on see, et aegruumi kõverus on lõpmatu. Teadlaste arvates on selline singulaarsus musta augu keskmes, mis tekib siis, kui ülimassiivne päike jõuab oma elu lõpuni ja implodeerub. Ka üldrelatiivsusteooria nõuab, et selline singulaarsus peab eksisteerima laieneva universumi alguses.
Suur pauk
Suur pauk on hetk, mil ürgsest singulaarsusest sai universum. Kaugete objektide vaatluste ja kosmilise taustkiirguse mõõtmiste põhjal teadlased on Plancki ajal temperatuuri, mis on 10 miljonit triljonit triljonit triljonit teine. Sel hetkel oli temperatuur 100 miljonit triljonit triljonit kelvinit (180 miljonit triljonit triljonit kraadi Fahrenheiti). Universumis toimus kiirendatud laienemise periood, mis lõppes tükk aega enne sekundi möödumist. Selleks ajaks oli see jahtunud 100 miljardi kelvini (180 miljardit Fahrenheiti kraadi) temperatuurini.
Ajaloo esimesed hetked
Ligikaudu üks sekund pärast suurt pauku oli universum umbes 400 000 korda tihedam kui vesi ja temperatuur oli 10 miljardit kelvinit. Aine koosnes peamiselt prootonitest ja neutronitest. 13,8 sekundi pärast oli temperatuur langenud 3 miljardi kelvinini ning kolm minutit ja 45 sekundit hiljem oli see langenud 1 miljardi kelvinini. Sel hetkel hakkasid neutronid ja prootonid moodustama heeliumi tuuma. Esimesed aatomid tekkisid alles 700 000 aastat pärast suurt pauku. Selleks ajaks oli temperatuur langenud mitme tuhande kelvinini, mis oli piisavalt jahe, et prootonid ja elektronid moodustaksid vesiniku aatomeid.
Teooria kinnitamine
Peale Hubble'i avastuse, et universum laieneb, mis viis ennekõike suure paugu teooria väljatöötamiseni, on teooria aktsepteerimiseks veel kaks põhjust. Üks on see, et see ennustab, et suure paugu ajal moodustunud heelium peaks moodustama 25 protsenti universumi massist, mida astrofüüsikud täheldavad. Teine on see, et see ennustab kosmilise taustakiirguse temperatuuri - suure paugu järelvalgus - peaks olema 3 kraadi absoluutsest nullist kõrgemal ja ka vaatlustel on kinnitas seda.