До появления теории Большого взрыва существовало общепризнанное мнение о том, что вселенная в целом (рассматриваемая в наибольшем масштабе) неизменна по своей структуре и вечна.
Первоначально эту точку зрения поддерживал, в частности, Альберт Эйнштейн.
В 1912 году американский астроном Весто Слайфер измерил спектр электромагнитного излучения для близлежащих «спиральных туманностей» (как тогда назывались спиральные галактики) и обнаружил, что спектр почти всех значительно смещен в красный цвет, что он интерпретировал как свидетельство того, что галактики удаляются от наблюдателя. Тем не менее, астроном не нарисовал космологические последствия этой информации, из-за продолжающихся дебатов о том, являются ли эти туманности частью Млечного Пути или отдельными «островными вселенными», как это было тогда описано.
В 1922 году Александр Фридман вывел уравнения, постулирующие расширение Вселенной на основе общей теории относительности, и показал, что Вселенная может расширяться. Независимо от него, в 1927 году отец Жорж Леметр также вывел их. Тем не менее, он пошел дальше в своих предсказаниях и заявил, что, если мы вернемся еще дальше во времени, в какой-то момент мы столкнемся с состоянием, в котором вся вселенная сконденсирована в одной точке пространства, перемещая таким образом термин «первичный атом». Леметр представил свои результаты на Сольвеевском конгрессе в Брюсселе (среди слушателей был Альберт Эйнштейн).
Наблюдения Лемэтра не были хорошо приняты физиками (было отмечено, что Лемэтр был священником, и его модель начала вселенной совпадает с описанием сотворения мира согласно Библии ). Леметр утверждал, что его теория является чисто научной и не зависит от религиозных взглядов. Наблюдения Лемэтра были приняты после публикации работы Эдвина Хаббла и Милтона Хьюмасона о расстоянии и скорости радиальных галактик.
Его работа была подтверждена в 1929 году наблюдениями Эдвина Хаббла с использованием 2,5-метрового телескопа Хукера на Наблюдателях в Горе Уилсон . Он заметил, что галактики показывают красное смещение прямо пропорционально их расстоянию от Земли - это теперь известно как закон Хаббла. Учитывая космологический принцип, который гласит, что вселенная однородна и изотропна, из закона Хаббла следует, что вся вселенная расширяется.
Есть две основные теории, объясняющие это состояние
Первой была теория стационарного состояния Фреда Хойла, Томаса Голда и Германа Бонди, в которой предполагалось, что плотность Вселенной не уменьшается, несмотря на ее расширение, благодаря постоянному созданию новой материи.
Второе объяснение было дано теорией Лемэтра, которая была развита Джорджем Гамовым.
Были и другие теории, например, Ханнес Альфвен был сторонником так называемой плазменной космологии.
Некоторое время ученые разделились в поддержку этих теорий. Однако в 1960-х годах открытие микроволнового фонового излучения нарушило баланс в пользу теории Большого взрыва.
В настоящее время космологические исследования сосредоточены на попытках понять, как образуются галактики в контексте теории Большого взрыва, которые произошли в первые моменты существования Вселенной, и совместить наблюдение с теорией.
Основные успехи в теории Большого взрыва были сделаны в 1990-х и в первом десятилетии 21-го века. Благодаря космическому телескопу Хаббла стали возможны измерения беспрецедентной точности, что привело к открытию, что скорость расширения Вселенной, похоже, ускоряется.
В ноябре 2011 года американские ученые объявили об открытии двух газовых облаков (на расстоянии 12 миллиардов световых лет от Земли), которые полностью состоят из водорода. Облака являются остатком материи, которая образовалась через несколько минут после Большого взрыва.
Микеле Фумагалли и Дж. Ксавье Прочаска из Калифорнийского университета в Санта-Крузе вместе с Джоном О'Миарой из колледжа Святого Михаила наблюдали за квазаром за облаками, которые сияли сквозь облака. Исследователи использовали спектроскоп HIRES, работающий на 10-метровом телескопе Keck I. Состав облаков определялся после наблюдения квазарового излучения, отфильтрованного через газообразные облака.
Каждый химический элемент поглощает свет различной длины волны, в результате чего при спектроскопическом анализе излучения наблюдались линии поглощения, соответствующие водороду и его изотопу дейтерия. Телескоп не наблюдал линии углерода, кислорода или кремния.
