Tot het begin van de twintigste eeuw was er een goede reden voor astronomen om te geloven dat het universum statisch was - dat het altijd de manier was geweest waarop ze het zagen en altijd zouden zijn. Echter, in 1929 veranderde een belangrijke ontdekking dat standpunt; vandaag geloven kosmologen dat het universum begon in een kosmische explosie, de Big Bang genaamd, die ongeveer 14 miljard jaar geleden plaatsvond.

The Expanding Universe

Aan het begin van de twintigste eeuw merkte astronoom Edwin Hubble op dat sommige sterren veel verder weg leken te zijn dan eerder werd gedacht. Sterker nog, ze waren helemaal geen sterren - het waren verzamelingen van sterren, of sterrenstelsels, ver van die waarin we leven. Hubble bestudeerde het licht dat deze melkwegstelsels afgaven en gebruikte het om te bepalen hoe ver ze waren verwijderd. Tijdens dit proces ontdekte hij dat het licht naar het rode uiteinde van het spectrum was verschoven. Dit betekende dat de sterrenstelsels wegsnelden, wat op zijn beurt betekende dat het universum niet statisch was - het was (en is nog steeds) aan het uitdijen.

Het begin van het heelal

Als het universum breidt zich uit, dan moet het op een bepaald punt in tijd en ruimte zijn begonnen, en dus moet het mogelijk zijn zijn expansie tot dat punt te volgen. Door zorgvuldig de afstanden van sterrenstelsels en hun rode verschuivingen te meten, wat overeenkomt met de snelheid van hun beweging, hebben wetenschappers afgeleid dat de oerknal 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond. In die tijd bestonden ruimte en materie in een enkel punt dat singulariteit wordt genoemd; een oneindig klein en dicht punt. The Big Bang was niet letterlijk een ontploffing - alles wat we echt kunnen zeggen is dat het het punt is waarop ruimte en tijd zich begonnen uit te breiden naar het universum dat we vandaag kennen.

Het begin en het einde

Aan het begin van het universum was materie zo dicht dat de gewone natuurwetten niet van toepassing waren. In plaats daarvan functioneerde alles volgens de wetten van de kwantummechanica, die de wereld regeren van atomen en subatomaire deeltjes. Hierdoor is het onmogelijk precies te beschrijven hoe de omstandigheden waren, en het is net zo moeilijk om de buitenste grenzen van het universum nauwkeurig te plaatsen, wat de leidende rol van uitbreiding zou zijn. Wetenschappers hebben meer dan één scenario voorgesteld voor de toekomst van het universum. Het kan voor altijd blijven uitbreiden, maar uiteindelijk opraken van warmte, waardoor alles koud en dood blijft - de Big Freeze. Als alternatief kan het universum in plaats daarvan instorten op zichzelf en eindigen in een Big Crunch

Meer dan een universum

In het laatste deel van de twintigste eeuw begonnen astronomen serieus zwarte gaten te bestuderen, die was voorspeld door Einstein's Theorie van Algemene Relativiteit. Dit zijn ook singulariteiten, en ze komen voor wanneer massieve sterren op zichzelf imploderen. Wetenschappers geloven nu dat zwarte gaten gewoon zijn en dat die in het centrum van elke melkweg, inclusief de onze, bestaat. Een manier om naar de oerknal te kijken is als een ultra-super-massief zwart gat, wat betekent dat het misschien niet uniek is. Het is mogelijk dat er anderen zijn zoals deze - en dus andere 'multiversums'. Veel elementaire fysici (wetenschappers die subatomaire deeltjes en zelfs de ruimte zelf bestuderen) geloven dat dit het geval is.