Tot het begin van de twintigste eeuw waren er goede redenen voor astronomen om te geloven dat het universum statisch was -- dat het altijd zo was geweest zoals ze het zagen en altijd zou zijn. In 1929 veranderde een grote ontdekking echter dat standpunt; tegenwoordig geloven kosmologen dat het universum begon in een kosmische explosie, de oerknal genaamd, die ongeveer 14 miljard jaar geleden plaatsvond.
Het uitdijende heelal
In het begin van de twintigste eeuw merkte astronoom Edwin Hubble dat sommige sterren veel verder weg leken te staan dan eerder werd aangenomen. In feite waren het helemaal geen sterren -- het waren verzamelingen sterren, of melkwegstelsels, ver verwijderd van die waarin wij leven. Hubble bestudeerde het licht dat deze sterrenstelsels uitstraalden en gebruikte het om te bepalen hoe ver weg ze waren. Daarbij ontdekte hij dat het licht naar het rode einde van het spectrum verschoof. Dit betekende dat de sterrenstelsels wegsnelden, wat op zijn beurt betekende dat het universum niet statisch was - het was (en is nog steeds aan het) uitdijen.
Het begin van het heelal
Als het heelal uitdijt, moet het op een bepaald punt in tijd en ruimte zijn begonnen, en dus moet het mogelijk zijn om zijn uitdijing tot dat punt te traceren. Door zorgvuldig de afstanden van sterrenstelsels en hun roodverschuivingen, die overeenkomen met de snelheid van hun beweging, te meten, hebben wetenschappers afgeleid dat de oerknal 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond. In die tijd bestonden ruimte en materie in één enkel punt dat een singulariteit wordt genoemd; een oneindig klein en dicht punt. De oerknal was niet letterlijk een explosie - we kunnen alleen maar zeggen dat dit het punt is waarop ruimte en tijd begonnen uit te breiden naar het universum dat we nu kennen.
Het begin en het einde
Aan het begin van het heelal was materie zo dicht dat de gewone natuurwetten niet van toepassing waren. In plaats daarvan functioneerde alles volgens de wetten van de kwantummechanica, die de wereld van atomen en subatomaire deeltjes beheersen. Hierdoor is het onmogelijk om precies te beschrijven hoe de omstandigheden waren, en het is net zo: moeilijk om de buitenste grenzen van het universum nauwkeurig te plaatsen, wat de voorrand zou zijn van uitbreiding. Wetenschappers hebben meer dan één scenario voor de toekomst van het universum voorgesteld. Het kan voor altijd blijven uitbreiden, maar uiteindelijk zonder warmte komen te zitten, waardoor alles koud en dood blijft - de Big Freeze. Als alternatief kan het universum in plaats daarvan weer in elkaar zakken en eindigen in een Big Crunch
Meer dan één universum
In de tweede helft van de twintigste eeuw begonnen astronomen serieus zwarte gaten te bestuderen, wat was voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie. Dit zijn ook singulariteiten en ze treden op wanneer massieve sterren op zichzelf imploderen. Wetenschappers geloven nu dat zwarte gaten veel voorkomen en dat er een bestaat in het centrum van elk sterrenstelsel, inclusief het onze. Een manier om naar de oerknal te kijken is als een ultra-superzwaar zwart gat, wat betekent dat het misschien niet uniek is. Het is mogelijk dat er anderen zijn die het leuk vinden -- en dus andere 'multiversums'. Veel elementaire natuurkundigen (wetenschappers die subatomaire deeltjes en zelfs de ruimte zelf bestuderen) geloven dat dit het geval is.