Teoria wielkiego wybuchu dotycząca powstania wszechświata jest logicznym wynikiem odkrycia przez astronoma Edwina Hubble'a, że wszechświat się rozszerza. Gdyby ekspansja mogła zostać odwrócona, cały wszechświat w pewnym momencie skurczyłby się do pojedynczego punktu w przestrzeni. Naukowcy wydedukowali warunki i temperaturę wszechświata w czasie nieskończenie bliskim tej osobliwości na podstawie obserwacji obecnego wszechświata.
Pierwotna Osobliwość
Osobliwość to obszar czasoprzestrzeni, w którym materia jest zmiażdżona tak blisko siebie, że załamują się prawa grawitacji wyjaśnione przez ogólną teorię względności. W osobliwości objętość przestrzeni wynosi zero, a jej gęstość jest nieskończona. Innym sposobem powiedzenia tego jest to, że krzywizna czasoprzestrzeni jest nieskończona. Naukowcy uważają, że taka osobliwość istnieje w jądrze czarnej dziury, która pojawia się, gdy supermasywne słońce kończy swoje życie i imploduje. Ogólna teoria względności również wymaga, aby taka osobliwość istniała na początku rozszerzającego się wszechświata.
Big Bang
Wielki Wybuch to moment, w którym pierwotna osobliwość stała się wszechświatem. Na podstawie obserwacji odległych obiektów i pomiarów kosmicznego promieniowania tła naukowcy wydedukowali temperaturę w czasie Plancka, która wynosi 10 milionów bilionów bilionów bilionowych części druga. W tym momencie temperatura wynosiła 100 milionów bilionów bilionów kelwinów (180 milionów bilionów bilionów stopni Fahrenheita). Wszechświat przeszedł okres przyspieszonej ekspansji, który zakończył się na długo przed upływem sekundy. Do tego czasu ochłodził się do temperatury 100 miliardów kelwinów (180 miliardów stopni Fahrenheita).
Pierwsze chwile historii
Około sekundę po Wielkim Wybuchu Wszechświat był około 400 000 razy gęstszy od wody, a temperatura wynosiła 10 miliardów kelwinów. Materia składała się głównie z protonów i neutronów. Po 13,8 sekundy temperatura spadła do 3 miliardów kelwinów, a trzy minuty i 45 sekund później spadła do 1 miliarda kelwinów. W tym momencie neutrony i protony zaczęły tworzyć jądra helu. Pierwsze atomy powstały dopiero 700 000 lat po Wielkim Wybuchu. Do tego czasu temperatura spadła do kilku tysięcy kelwinów, co było wystarczająco chłodne, aby protony i elektrony tworzyły atomy wodoru.
Potwierdzanie teorii
Poza odkryciem Hubble'a, że wszechświat się rozszerza, co doprowadziło w pierwszej kolejności do powstania teorii Wielkiego Wybuchu, istnieją dwa inne powody, by ją zaakceptować. Po pierwsze, przewiduje, że hel powstały w czasie Wielkiego Wybuchu powinien stanowić 25% masy Wszechświata, co obserwują astrofizycy. Drugim jest to, że przewiduje, że temperatura kosmicznego promieniowania tła... poświata Wielkiego Wybuchu - powinna być 3 stopnie powyżej zera bezwzględnego, a obserwacje również potwierdził to.