大爆炸理论是最被广为接受的解释宇宙起源和演化的宇宙学模型。该理论认为，宇宙中所有的能量和时空最初都包含在一个密度无穷大、温度无穷大、体积极小的奇点中。人们认为，大约138亿年前，这个超级热、超级致密的微尘开始了一次大规模的膨胀。
这一事件通常被描述为大爆炸，尽管这实际上是空间本身的膨胀，而不是物质以比光速更快的速度被抛向现有空间。然而，这确实释放了大量的物质和辐射。随着这种能量的消散，亚原子粒子和原子产生了。经过数百万年的时间，引力最终将它们拉到一起，形成了恒星和星系，而空间本身一直在伸展——根据Hubble-Lemaître的宇宙膨胀定律，今天仍然在继续。
宇宙大爆炸理论得到了这一定律的支持，该定律指出，星系之间的距离随着距离的增加而增加(星系远离地球的速度与它们之间的距离成正比)。天文学家知道这一点是因为星系发出的光在可见光谱的末端有明显的偏移，这种现象被称为“星系红移”。换句话说，星系越远，其光的红移越多，移动的速度也越快。
宇宙大爆炸的证据和事实
我们之前说过，大爆炸理论在科学界有很高的认可度。 首先，前面提到的Hubble-Lemaître定律为宇宙大爆炸和宇宙膨胀的相关观点提供了重要的经验证据。但还有其他原因。
宇宙微波背景辐射(CMBR)的存在就是其中之一。宇宙微波背景辐射是一种微波波段的电磁信号，与宇宙中的任何物体都没有联系(这就是为什么它被称为“背景辐射”)。1964年，贝尔电话实验室的两位科学家阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)在测试一种用于卫星通信的微波天线时偶然发现了这种天线。这个微波辐射计不断地探测到一种“多余的无线电噪声”，这种噪声在各个方向上都是均匀的，最终被发现来自银河系之外。
1948年，乔治·伽莫夫、拉尔夫·阿尔弗和罗伯特·赫尔曼研究了宇宙大爆炸中轻元素的核合成。他们的理论认为，为了使这一过程发生，宇宙必须非常热，而由于不断膨胀，可能会有这种极端热的残留物以微波波长的形式存在。阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊在贝尔电话实验室观察到的结果被认为是产生宇宙的膨胀过程的余热。
另一个证据是，宇宙中氦、氢、氘、氚、锂和其他微量元素的数量与理论中假设的大爆炸发生时的数量完全相同。换句话说，大爆炸理论预测，由于奇点的“爆炸”，这些化学元素应该会被发现得特别多，而科学家已经找到了它。例如，该理论指出，如果发生了大爆炸，宇宙中氦的含量将达到25%左右。事实上，氦占宇宙原子的25%。
根据模拟，星系的形成和演化也可以被认为是大爆炸理论的证据，主要是因为它们在大型结构中组织自己的方式，比如星团和超星团。还有其他的证据，但太空红移、宇宙微波背景辐射(CMBR)、大量的轻元素和星系演化的观测被科学家称为“大爆炸的四大支柱”。
关于宇宙起源的其他理论
没有与宇宙大爆炸相矛盾的经验证据。但就像所有理论一样，大爆炸理论并不完美，天文学家对宇宙的诞生提出了其它解释。
其中一种是稳态模型，该模型通过假设物质的永恒创造、随着时间的推移保持其密度来解释宇宙的膨胀。在这个模型中，宇宙是永恒和无限的。它没有开始，没有结束，也没有演化。它之所以会改变，是因为宇宙的持续膨胀总是在产生新的物质(尤其是氢)，而新的物质又会产生新的恒星。
稳态模型在20世纪50年代首次受到挑战，当时射电星系在如此遥远的距离被发现，处于这样的状态，它们不符合稳态模型。在大爆炸的宇宙中，由于光的传播时间，天文学家可以看到遥远的星系过去的样子; 因此，遥远的星系应该比邻近的星系更密集地聚集在一起。在稳态模型下，你会期望在任何地方(以及任何时间)都能发现相同的星系平均密度——但事实上，远距离的射电星系比近处的要多。这表明宇宙随着时间的推移而改变。
稳态模型随着大爆炸理论的其他支柱被发现而衰落，特别是在类星体和宇宙微波背景辐射的发现之后，稳态模型在20世纪60年代被大爆炸理论所取代。
另一种选择是永恒膨胀。这一理论认为，大爆炸之后发生的膨胀从未停止，即使是现在，新的宇宙正在形成，可能具有不同的物理定律。
还有一种振荡模型，认为宇宙中会有无穷无尽的大爆炸，然后是重新开始循环的大撞击。这个理论也有很多变化。
还有其它更深奥的理论来自弦理论和量子引力，比如全息理论，它认为宇宙是一个投影到三维空间的二维全息图。
大爆炸时间线
根据大爆炸理论，宇宙可以分为几个发展阶段。
首先，有一个初始奇点，在那里，宇宙的所有能量和时空都被“困”在一个密度极高的热斑中。在这一点上，宇宙理论上的跨度只有10^-35米(1个普朗克长度)，温度超过10^32°C(普朗克温度)。量子涨落导致了一段超热宇宙膨胀期，这被认为是宇宙超快指数膨胀的开始。
宇宙膨胀也建立了宇宙的初始性质。正是在这些阶段，夸克结合形成强子、电子和质子，碰撞形成中子和中微子，中子和中微子重新形成新的质子-电子对，等等。
随着宇宙进一步冷却，质子和中子被束缚在氢、氦和锂等元素的轻原子核中。这被称为大爆炸核合成(BBN)，发生在大爆炸后大约10秒到20分钟之间。宇宙微波背景辐射中的中性原子和光子产生于稍晚一些的“重组”时期。
大约20分钟后，宇宙的温度和密度下降到核聚变无法继续的程度。
随着宇宙的温度和密度持续下降，电离的氢原子和氦原子捕获电子，形成中性原子。随着电子与原子结合，宇宙最终变得透明。与此同时，光子在与电子和质子的相互作用中被释放出来，可以自由移动。我们可以在宇宙微波背景辐射中探测到这些光子。
然后，有一个时期通常被称为“黑暗时代”，因为在这个时期，第一个原子已经形成，但它们还没有合并成恒星。虽然光子存在，但没有恒星发出可见光。它一直保持这样，直到第一批恒星形成，大约在大爆炸后4亿年。这一时期也称为再电离。
此时，密度较大的气体区域在自身重力作用下坍缩，密度和温度高到足以引发氢原子之间的核聚变反应，形成恒星和星系。这颗恒星发射出的紫外线重新电离了周围的中性氢气，使宇宙变得对紫外线透明。
大的恒星都是短命的，随着时间的推移，小的恒星形成了，而大尺度的天体结构坍缩形成了星系、星团和超星团。
然后我们到了现在这个时代，宇宙在加速膨胀，在这个宇宙加速的时期，更多遥远的星系在更快地后退。根据一些计算，我们大约在50亿年前进入了这个时期，我们真的不知道未来它会把我们带到哪里。
现在是时候讨论宇宙的最终命运了。一些理论包括大收缩理论，它认为宇宙最终会收缩并重新坍缩; 还有大反弹，认为在这次“收缩”之后，将会有另一次大爆炸，这意味着宇宙是周期性的，大爆炸可能不是宇宙的诞生，而是一个新周期的开始。
然而，大多数观测表明，宇宙的膨胀将永远持续下去。问题是宇宙在膨胀的过程中会持续冷却，所以它最终可能会达到一种热力学平衡状态，在这种状态下，没有足够的能量来维持熵赠的过程。换句话说，没有更多的能量可以从宇宙中提取。这被称为宇宙热寂或大冻结。