熱大爆炸

根據哈勃定律，星系分離的速度跟它們之間的距離成正比。由此推測，在時間上往回追溯，必定在過去某一時刻宇宙中的物質集結在一起，密度極高。比利時的勒梅特（A.G.Lemaitre）設想宇宙早期處於極端稠密的狀態，像一個巨大的發射性原子核。在1932年，他提出宇宙起源於這個被稱為“原始原子”的爆炸的想法。

1948年，伽莫夫（G.Gamow）等人又將宇宙膨脹跟元素形成聯繫起來。這就是後來被稱作熱大爆炸理論的開端。1950年前後，伽莫夫第一個建立了熱大爆炸的觀念。

根據大爆炸宇宙論，甚早期的宇宙是一大片由微觀粒子構成的均勻氣體，溫度極高，密度極大，且以很大的速率膨脹著。這些氣體在熱平衡下有均勻的溫度。這統一的溫度是當時宇宙狀態的重要標誌，因而稱宇宙溫度。氣體的絕熱膨脹將使溫度降低，使得原子核、原子乃至恆星系統得以相繼出現。

微波背景輻射(microwave background radiation)。20世紀60年代，科學家在一家原本用來接收通信衛星信號的天線上接收到了來自宇宙的微波段電磁波信號。科學家證實，宇宙各處都存在這樣的微波輻射，這一輻射相當於熱力學溫度3K(相當於－270℃)的熱輻射。科學家還發現無論在什麼地方測量以及向什麼方向測量，都能觀測到溫度為3K的微波輻射。這一瀰漫於整個宇宙的輻射被稱作微波背景輻射(microwave background radiation)。微波背景輻射為宇宙起源於熱大爆炸提供了有力的證據，3K就是熱大爆炸留下的餘溫。

宇宙從大爆炸起就始終在演化著。根據熱大爆炸宇宙理論的推算，大爆炸和約3分鐘宇宙中出現了複核原子核，大爆炸后100萬年宇宙中出現了原子，大爆炸后10億年宇宙中出現了星系和恆星，大爆炸后約100億年左右太陽和地球誕生了。