大爆炸理論是最被廣為接受的解釋宇宙起源和演化的宇宙學模型。該理論認為，宇宙中所有的能量和時空最初都包含在一個密度無窮大、溫度無窮大、體積極小的奇點中。人們認為，大約138億年前，這個超級熱、超級緻密的微塵開始了一次大規模的膨脹。
這一事件通常被描述為大爆炸，盡管這實際上是空間本身的膨脹，而不是物質以比光速更快的速度被抛向現有空間。然而，這确實釋放了大量的物質和輻射。随着這種能量的消散，亞原子粒子和原子産生了。經過數百萬年的時間，引力最終将它們拉到一起，形成了恒星和星系，而空間本身一直在伸展——根據Hubble-Lemaître的宇宙膨脹定律，今天仍然在繼續。
宇宙大爆炸理論得到了這一定律的支援，該定律指出，星系之間的距離随着距離的增加而增加(星系遠離地球的速度與它們之間的距離成正比)。天文學家知道這一點是因為星系發出的光在可見光譜的末端有明顯的偏移，這種現象被稱為“星系紅移”。換句話說，星系越遠，其光的紅移越多，移動的速度也越快。
宇宙大爆炸的證據和事實
我們之前說過，大爆炸理論在科學界有很高的認可度。 首先，前面提到的Hubble-Lemaître定律為宇宙大爆炸和宇宙膨脹的相關觀點提供了重要的經驗證據。但還有其他原因。
宇宙微波背景輻射(CMBR)的存在就是其中之一。宇宙微波背景輻射是一種微波波段的電磁信号，與宇宙中的任何物體都沒有聯系(這就是為什麼它被稱為“背景輻射”)。1964年，貝爾電話實驗室的兩位科學家阿諾·彭齊亞斯(Arno Penzias)和羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)在測試一種用于衛星通信的微波天線時偶然發現了這種天線。這個微波輻射計不斷地探測到一種“多餘的無線電噪聲”，這種噪聲在各個方向上都是均勻的，最終被發現來自銀河系之外。
1948年，喬治·伽莫夫、拉爾夫·阿爾弗和羅伯特·赫爾曼研究了宇宙大爆炸中輕元素的核合成。他們的理論認為，為了使這一過程發生，宇宙必須非常熱，而由于不斷膨脹，可能會有這種極端熱的殘留物以微波波長的形式存在。阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜在貝爾電話實驗室觀察到的結果被認為是産生宇宙的膨脹過程的餘熱。
另一個證據是，宇宙中氦、氫、氘、氚、锂和其他微量元素的數量與理論中假設的大爆炸發生時的數量完全相同。換句話說，大爆炸理論預測，由于奇點的“爆炸”，這些化學元素應該會被發現得特别多，而科學家已經找到了它。例如，該理論指出，如果發生了大爆炸，宇宙中氦的含量将達到25%左右。事實上，氦占宇宙原子的25%。
根據模拟，星系的形成和演化也可以被認為是大爆炸理論的證據，主要是因為它們在大型結構中組織自己的方式，比如星團和超星團。還有其他的證據，但太空紅移、宇宙微波背景輻射(CMBR)、大量的輕元素和星系演化的觀測被科學家稱為“大爆炸的四大支柱”。
關于宇宙起源的其他理論
沒有與宇宙大爆炸相沖突的經驗證據。但就像所有理論一樣，大爆炸理論并不完美，天文學家對宇宙的誕生提出了其它解釋。
其中一種是穩态模型，該模型通過假設物質的永恒創造、随着時間的推移保持其密度來解釋宇宙的膨脹。在這個模型中，宇宙是永恒和無限的。它沒有開始，沒有結束，也沒有演化。它之是以會改變，是因為宇宙的持續膨脹總是在産生新的物質(尤其是氫)，而新的物質又會産生新的恒星。
穩态模型在20世紀50年代首次受到挑戰，當時射電星系在如此遙遠的距離被發現，處于這樣的狀态，它們不符合穩态模型。在大爆炸的宇宙中，由于光的傳播時間，天文學家可以看到遙遠的星系過去的樣子; 是以，遙遠的星系應該比鄰近的星系更密集地聚集在一起。在穩态模型下，你會期望在任何地方(以及任何時間)都能發現相同的星系平均密度——但事實上，遠距離的射電星系比近處的要多。這表明宇宙随着時間的推移而改變。
穩态模型随着大爆炸理論的其他支柱被發現而衰落，特别是在類星體和宇宙微波背景輻射的發現之後，穩态模型在20世紀60年代被大爆炸理論所取代。
另一種選擇是永恒膨脹。這一理論認為，大爆炸之後發生的膨脹從未停止，即使是現在，新的宇宙正在形成，可能具有不同的實體定律。
還有一種振蕩模型，認為宇宙中會有無窮無盡的大爆炸，然後是重新開始循環的大撞擊。這個理論也有很多變化。
還有其它更深奧的理論來自弦理論和量子引力，比如全息理論，它認為宇宙是一個投影到三維空間的二維全息圖。
大爆炸時間線
根據大爆炸理論，宇宙可以分為幾個發展階段。
首先，有一個初始奇點，在那裡，宇宙的所有能量和時空都被“困”在一個密度極高的熱斑中。在這一點上，宇宙理論上的跨度隻有10^-35米(1個普朗克長度)，溫度超過10^32°C(普朗克溫度)。量子漲落導緻了一段超熱宇宙膨脹期，這被認為是宇宙超快指數膨脹的開始。
宇宙膨脹也建立了宇宙的初始性質。正是在這些階段，誇克結合形成強子、電子和質子，碰撞形成中子和中微子，中子和中微子重新形成新的質子-電子對，等等。
随着宇宙進一步冷卻，質子和中子被束縛在氫、氦和锂等元素的輕原子核中。這被稱為大爆炸核合成(BBN)，發生在大爆炸後大約10秒到20分鐘之間。宇宙微波背景輻射中的中性原子和光子産生于稍晚一些的“重組”時期。
大約20分鐘後，宇宙的溫度和密度下降到核聚變無法繼續的程度。
随着宇宙的溫度和密度持續下降，電離的氫原子和氦原子捕獲電子，形成中性原子。随着電子與原子結合，宇宙最終變得透明。與此同時，光子在與電子和質子的互相作用中被釋放出來，可以自由移動。我們可以在宇宙微波背景輻射中探測到這些光子。
然後，有一個時期通常被稱為“黑暗時代”，因為在這個時期，第一個原子已經形成，但它們還沒有合并成恒星。雖然光子存在，但沒有恒星發出可見光。它一直保持這樣，直到第一批恒星形成，大約在大爆炸後4億年。這一時期也稱為再電離。
此時，密度較大的氣體區域在自身重力作用下坍縮，密度和溫度高到足以引發氫原子之間的核聚變反應，形成恒星和星系。這顆恒星發射出的紫外線重新電離了周圍的中性氫氣，使宇宙變得對紫外線透明。
大的恒星都是短命的，随着時間的推移，小的恒星形成了，而大尺度的天體結構坍縮形成了星系、星團和超星團。
然後我們到了現在這個時代，宇宙在加速膨脹，在這個宇宙加速的時期，更多遙遠的星系在更快地後退。根據一些計算，我們大約在50億年前進入了這個時期，我們真的不知道未來它會把我們帶到哪裡。
現在是時候讨論宇宙的最終命運了。一些理論包括大收縮理論，它認為宇宙最終會收縮并重新坍縮; 還有大反彈，認為在這次“收縮”之後，将會有另一次大爆炸，這意味着宇宙是周期性的，大爆炸可能不是宇宙的誕生，而是一個新周期的開始。
然而，大多數觀測表明，宇宙的膨脹将永遠持續下去。問題是宇宙在膨脹的過程中會持續冷卻，是以它最終可能會達到一種熱力學平衡狀态，在這種狀态下，沒有足夠的能量來維持熵贈的過程。換句話說，沒有更多的能量可以從宇宙中提取。這被稱為宇宙熱寂或大當機。