Fino all'inizio del ventesimo secolo, gli astronomi avevano buone ragioni per credere che l'universo fosse statico, che fosse sempre stato come lo vedevano, e che sarebbe sempre stato. Tuttavia, nel 1929, un'importante scoperta cambiò quel punto di vista; oggi i cosmologi credono che l'universo abbia avuto inizio in un'esplosione cosmica, chiamata Big Bang, avvenuta circa 14 miliardi di anni fa.
L'universo in espansione
All'inizio del ventesimo secolo, l'astronomo Edwin Hubble notò che alcune stelle sembravano essere molto più lontane di quanto si credesse in precedenza. In realtà, non erano affatto stelle: erano raccolte di stelle, o galassie, distanti da quella in cui viviamo. Hubble ha studiato la luce emessa da queste galassie e l'ha usata per determinare la loro distanza. Nel processo, ha scoperto che la luce era spostata verso l'estremità rossa dello spettro. Ciò significava che le galassie stavano accelerando, il che a sua volta significava che l'universo non era statico: era (ed è tuttora) in espansione.
L'inizio dell'universo
Se l'universo si sta espandendo, allora deve essere iniziato ad un certo punto nel tempo e nello spazio, e quindi deve essere possibile tracciare la sua espansione fino a quel punto. Misurando attentamente le distanze delle galassie e i loro spostamenti verso il rosso, che corrispondono alla velocità del loro movimento, gli scienziati hanno dedotto che il Big Bang si è verificato 13,7 miliardi di anni fa. A quel tempo, spazio e materia esistevano in un unico punto chiamato singolarità; un punto infinitamente piccolo e denso. Il Big Bang non è stato letteralmente un'esplosione: tutto ciò che possiamo veramente dire è che è il punto in cui lo spazio e il tempo hanno cominciato ad espandersi nell'universo che conosciamo oggi.
L'inizio e la fine
All'inizio dell'universo, la materia era così densa che le normali leggi della fisica non si applicavano. Invece, tutto funzionava secondo le leggi della meccanica quantistica, che governano il mondo degli atomi e delle particelle subatomiche. Per questo motivo, è impossibile descrivere con precisione come erano le condizioni, ed è altrettanto difficile posizionare con precisione i limiti esterni dell'universo, che sarebbe il bordo d'attacco di espansione. Gli scienziati hanno proposto più di uno scenario per il futuro dell'universo. Potrebbe continuare ad espandersi per sempre, ma alla fine esaurirà il calore, lasciando tutto freddo e morto: il Grande Congelamento. In alternativa, l'universo potrebbe invece collassare su se stesso e finire in un Big Crunch
Più di un universo
Nell'ultima parte del ventesimo secolo, gli astronomi iniziarono a studiare seriamente i buchi neri, che erano stati previsti dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein. Anche queste sono singolarità e si verificano quando stelle massicce implodono su se stesse. Gli scienziati ora credono che i buchi neri siano comuni e che ne esista uno al centro di ogni galassia, compresa la nostra. Un modo di vedere il Big Bang è come un buco nero ultra-super-massiccio, il che significa che potrebbe non essere unico. È possibile che ce ne siano altri simili -- e quindi altri "multiversi". Molti fisici elementari (scienziati che studiano le particelle subatomiche e persino lo spazio stesso) credono che sia così.