1965年，科学家发现宇宙微波背景辐射，奠定了大爆炸的观测基础。宇宙在膨胀期间经历了多个发展阶段。宇宙学家猜测，宇宙最初曾有过极快速的宇宙暴胀，使波动的初始条件得以匀化。接着的核合成过程产生了早期宇宙的各种原子核（见核宇宙编年学）。此时宇宙充斥着离子，光子不可穿透。直到中性原子形成，太空才变得「透明」。第一次不受阻挡穿透太空的光线，至今仍游离于宇宙中，形成宇宙微波背景。有相当一段时间，由于恆星还未形成，宇宙是漆黑一片的。不同区域的物质质量密度有微乎其微的差异，物质因此开始聚合，形成各个尺度上的阶