今天處於逐漸膨脹和冷卻的宇宙
宇宙並不是悄無聲息的就存在，而是隨著砰的一聲大爆炸開始！至少，這是你最常聽到的一種說法：宇宙和一切都誕生於宇宙大爆炸的那一刻。空間，時間，物質和能量都在從一個奇點開始，然後膨脹和冷卻，通過數十億年形成我們可觀測的宇宙，原子、恆星、星系和分佈於數十億光年的星系群。這是一個令人歎服的美麗的畫面，可以用來解釋我們所看到的，不幸的是，這是錯誤的，而且科學家們已經知道這事實40年了。
Vesto Slipher第一次注意到：越是遙遠的星系，觀察到遠離我們的速度越大
宇宙大爆炸的理念起源於在1920年代和1930年代。當我們望著遙遠的星系，發現了一些奇特規律：離我們越遠的星系，似乎也以越快的速度遠離我們。根據愛因斯坦的廣義相對論的預測，一個靜態的宇宙其引力不穩定；如果要遵從相對論，一切都需要是彼此遠離或者彼此坍塌。這個觀察結果似乎在告訴我們，宇宙是膨脹的，如果隨著時間彼此都在遠離膨脹，這意味著在遙遠的過去它們是在一起的。
宇宙大爆炸到現在的時間大事件
一個膨脹的宇宙並不僅僅意味著物體之間的距離隨著時間遠離，這也意味著隨著宇宙膨脹光的波長也會變長。由於波長決定能量(波長越短能量越高)，這意味著宇宙逐漸變冷，而過去一切都更熱。而如果足夠久遠，就有可能足夠熱、甚至都不能形成中性原子。如果這些想象是正確的，我們現在應該可以看到當初殘餘的輻射。1964年阿諾·彭齊亞斯和鮑勃·威爾遜發現的這個宇宙微波輻射背景的發現，確認了宇宙大爆炸的存在。
彭齊亞斯和威爾遜的原始觀測數據，銀河發出一些輻射源(中心)，但上方和下方，是一個近乎完美的背景輻射
這是非常值得思考的：因此，讓時間再往前，當宇宙溫度更高，密度更大和更緊湊。如果你繼續往回走你就會發現：
有個時間點由於溫度太高無法形成原子核，那裡的輻射太強，任何束縛的質子和中子遭到了滅頂之災。
有個時間點，物質和反物質對可以自發形成，宇宙如此充滿活力,可以自發可以創造粒子/反粒子。
有個時間點，單個質子和中子瓦解成一個夸克-膠子等離子體，由於溫度和密度如此之高，以至於宇宙比原子核的密度還要高。
最終，時間的密度和溫度上升到無限值，作為宇宙中所有的物質和能量都包含在一個點:一個奇點。
這最終的點——這個奇點，代表物理定律的瓦解——同樣也代表了空間和時間的起源。這是宇宙大爆炸的最終概念。
彭齊亞斯和威爾遜的原始觀測數據，銀河發出一些輻射源(中心)，但上方和下方，是一個近乎完美的背景輻射
這是非常值得思考的：因此，讓時間再往前，當宇宙溫度更高，密度更大和更緊湊。如果你繼續往回走你就會發現：
有個時間點由於溫度太高無法形成原子核，那裡的輻射太強，任何束縛的質子和中子遭到了滅頂之災。
有個時間點，物質和反物質對可以自發形成，宇宙如此充滿活力,可以自發可以創造粒子/反粒子。
有個時間點，單個質子和中子瓦解成一個夸克-膠子等離子體，由於溫度和密度如此之高，以至於宇宙比原子核的密度還要高。
最終，時間的密度和溫度上升到無限值，作為宇宙中所有的物質和能量都包含在一個點:一個奇點。
這最終的點——這個奇點，代表物理定律的瓦解——同樣也代表了空間和時間的起源。這是宇宙大爆炸的最終概念。
如果我們一直往前推斷到無限高溫高密度狀態。終點是否為物理定律瓦解的奇點?
當然，目前除了最後的奇點其它都已經被證實是真實的！在實驗室裡我們創造了夸克-膠子等離子體，我們創造了反物質；我們預測和計算在宇宙的早期階段各元素形式和含量，並且發現它們與大爆炸的預測一致。甚至走得更遠，我們測量宇宙微波背景的波動，看到像恆星和星系引力的結構形式和成長。無論在哪，我們都可以發現理論和觀察之間巨大的一致。宇宙大爆炸理論看起來像個贏家。
宇宙微波背景密度波動為現代宇宙結構提供信息，包括恆星、星系、星系團和大規模的宇宙空間
除了在以下幾個方面。三個具體的事情你期望從大爆炸會發生然而並沒有發生。特別是:
宇宙並沒有在不同的方向有不同的溫度，即使面積數十億光年以外的一個方向(因為大爆炸)從來沒有時間與另一數十億光年的相反方向交互或交換信息。
宇宙沒有可測量的不等於零的空間曲率，即使完美的宇宙空間平面需要一個最初的擴張和物質輻射密度之間的完美的平衡。
宇宙沒有任何從最早時期殘餘的超高能遺留物。
理論家們開始思考這些問題來替代宇宙大爆炸的“奇點”理論，什麼情況下可能重現高熱，高密度，膨脹冷卻狀態，同時避免這些問題。1979年12月，艾倫·古思突然想出了一個解決方案。
在一個膨脹的宇宙，空間本身固有的能量造成指數擴張
取代無限熱和緻密狀態，宇宙可能從一個沒有物質，沒有輻射，沒有反物質，沒有中微子，沒有粒子的狀態開始。所有的能量以真空能量的形式存在於宇宙，導致宇宙以指數速度膨脹。在這宇宙狀態中，量子漲落會仍然存在，所以空間擴大，這些波動會橫跨宇宙，創造一些平均能量密度稍微高或略低的區域。最後，當宇宙的這個膨脹的階段結束後，這些能量會轉化成物質和輻射，創建宇宙大爆炸同樣的高熱高密度。
固有的量子漲落在宇宙膨脹時橫跨宇宙，在宇宙微波背景輻射下催生了密度波動，進而帶來了恆星、星系等
這被認為是一個引人注目但是推測性的想法，但有一種方法來檢測它。如果我們能夠測量大爆炸殘餘的波動，他們表現出特定的模式，與膨脹的預測一致，這將是一個膨脹的“確鑿證據”。此外，這些波動大小必須非常小：足夠小於宇宙不能達到創建高能遺物所需的溫度，並溫度和密度遠小於以至於不能在空間和時間匯聚成一個奇點。在1990年代,2000年代，然後又在2010年代。我們測量這些波動細節，發現其存在。
宇宙微波背景輻射的漲落，通過不同尺度測量，都是符合量子漲落尺度，但無法實現無限高溫高密度奇點狀態
結論是不可避免的：熱大爆炸確實發生過，但不是可以追溯到無限熱和密度的奇點狀態。相反，早期宇宙經歷了一段時間，所有的能量都轉化成了今天的物質和輻射，而不是被束縛在空間。那個時期，被稱為宇宙膨脹時期，最後引發了熱大爆炸而結束，但從未形成無限熱和無限密度的狀態，也沒有形成奇點。之前所發生的膨脹是否永恆的過去——仍然是一個懸而未決的問題但有一件事是肯定的：宇宙大爆炸並不是宇宙的開始！