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根据大爆炸宇宙论，在距今150亿—200亿年前，宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体，温度极高，密度极大，且以很大的速率膨胀着。而这种膨胀将使温度降低，使得原子核、原子乃至恒星、星系得以相继出现。
“大爆炸宇宙论”英文称作“Big Bang”理论，十分形象。在若干个支持大爆炸宇宙论的观测结果中，“宇宙在膨胀”的结论最为重要。
1929年，科学家发现了宇宙膨胀的证据，并对此产生了赞成和反对的两派，且展开了激烈的争论。到1965年左右，宇宙膨胀的观点获得了世界上大部分科学家的认可，但仍有少数天文学家反对这种说法。
依照一般思维，我们很难理解宇宙膨胀的样子，因为这是空间的不断扩张。人们很容易地把膨胀想象成吹起的气球的样子，也可能会在脑中有这样的场景浮现：在某处发生大爆炸的背景中，恒星和星系从其中飞出，冲向四面八方。无论怎样，在我们的想象中，大爆炸要在一定的空间里发生。但是，如果这次大爆炸指的是整个宇宙，当时并没有让其发生的空间，空间也是由大爆炸起源的，这就很难理解了。
1912年，维斯多·斯莱弗观察了仙女座星云M31的光谱，发现向蓝色方向移去。根据多普勒效应，就可以得出结论，仙女座星云正以每秒30千米的速度飞向地球。斯莱弗马上测量其他的星云，到1914年他一共分析了13个星云，发现有11个是向红的方位移动，2个向蓝的方位移动。到1925年他观测的星云数目达到41个，加上其他天文学家观测的4个星云，一共45个星云中，有43个是红移，2个蓝移。他们根据观测数据，形成了这样一个结论：大部分星云正在高速飞离地球。
大爆炸宇宙是目前最有说服力的宇宙图景理论。然而，这个理论仍然缺乏大量实验的支持，我们尚不知晓宇宙开始爆炸前的图景。因此，对于这个理论，也存在不少反对的声音。
在大爆炸发生前，没有空间和时间，也没有物质与能量。
宇宙所有的物质都高度密集在一点，从这个极小的点诞生了时间、空间、质量和能量。
宇宙开始时以很快的速度膨胀。
在辐射诞生时刻宇宙膨胀减慢。
大约在50亿年前，宇宙膨胀从减慢变为加速。
大爆炸之后，先是生成细小的微粒，继而聚集成大团的物质，最终形成星系、恒星和行星等。也就是我们现在所在的宇宙的样子。
至于现在的宇宙是一直膨胀下去，还是会在某一时刻转为收缩，也是众说不一的一个命题。