Počiatok vesmíru

V gréckej a modernej kozmológii sa vznik vesmíru chápe ako okamih, keď v dôsledku expanzie vznikla všetka hmota a energia, ktoré dnes tvoria vesmír. Väčšina vedcov prijíma teóriu známu ako Teória veľkého tresku (ang. Big Bang), ktorá predpokladá, že vesmír mohol vzniknúť približne pred 13,8 miliardami rokov v presne vymedzenom okamihu.
V 30. rokoch 20. storočia americký astronóm Edwin Hubble potvrdil, že vesmír sa rozpína. Tento jav opísal vo svojom výskume o expanzii vesmíru ("big bang") kňaz a astrofyzik Georges Lemaître, pričom sa opieral o rovnice Alberta Einsteina a všeobecnú teóriu relativity. Einstein však spočiatku týmto výsledkom neveril, pretože myšlienku neustáleho rozpínania vesmíru považoval za absurdnú. Do svojich rovníc preto zaviedol slávnu „kozmologickú konštantu“, ktorá vyriešila problém nekonečného rozpínania. Einstein neskôr označil tento krok za najväčší omyl svojho života a Hubble bol vďaka tomu uznaný za vedca, ktorý objavil rozpínanie vesmíru.
Kozmická inflácia.
Vo vedeckej komunite je všeobecne uznávaná teória kozmickej inflácie, ktorú vypracovali Alan Guth a André Linde v 80. rokoch 20. storočia. Snažili sa vysvetliť prvotné okamihy vzniku vesmíru. Teória je založená na výskumoch extrémne silných gravitačných polí, aké sa nachádzajú napríklad v blízkosti čiernej diery. Povaha tzv. makrokozmu nie je známa. Ten predchádzal okamihu, keď mal náš vesmír (pozri pozorovateľný vesmír) rozmery bodu s nekonečnou hustotou, nazývaného „gravitačná singularita. V tomto bode sa nahromadila všetka hmota, energia, priestor aj čas. Podľa tejto teórie bola prvotným impulzom veľkého tresku „inflačná sila“. Časový úsek jej pôsobenia bol taký krátky, že ho možno považovať za nepostrehnuteľný. Predpokladá sa, že z inflačnej sily sa rozčlenilizákladné sily, ktoré poznáme dnes. Tento impulz bol v nepredstaviteľne krátkom čase veľmi intenzívny, a spôsobil, že vesmír sa rozpína až dodnes, čo predpokladal aj Edwin Hubble. Odhaduje sa, že raný vesmír znásobil svoje rozmery len za 15 x 10-33 sekundy.
Vznik hmoty.
Podľa teórie veľkého tresku bol vesmír kedysi nekonečne hustou, matematicky paradoxnou singularitou s extrémne vysokou teplotou, ktorá sa v určitom momente začala rozpínať. Tento proces, ktorý pokračuje až do súčasnosti, spôsobil vznik obrovského množstva energie a hmoty. 
Po veľkom tresku sa vesmír začal ochladzovať, čo viedlo k stabilizácii nahromadenej energie. Približne jednu stotinu sekundy po veľkom tresku, pri teplote asi 100 miliárd stupňov „vznikli“ a stabilizovali sa protóny a neutróny. Elektróny s vysokou energiou interagovali s neutrónmi, ktoré spočiatku existovali v rovnakom pomere ako protóny. V dôsledku ich vzájomných zrážok sa však neutróny častejšie menili na protóny než naopak, čím sa počas ochladzovania vesmíru znižoval pomer neutrónov k protónom. Po jednej desatine sekundy, keď teplota dosiahla 30 miliárd stupňov, bol pomer 62 protónov na 38 neutrónov a po jednej sekunde, pri teplote 10 miliárd stupňov, sa pomer zmenil na 76 protónov ku 24 neutrónom.
Ako prvé sa objavilo jadro deutéria, a to takmer o štrnásť sekúnd neskôr, keď teplota dosiahla 3 miliardy stupňov a umožnila neutrónom a protónom zostať pokope. Na to, aby mohli byť jadrá stabilné, vesmír potreboval niečo vyše troch minút. Počas tohto času sa táto žiariaca guľa ochladila približne na 1 miliardu stupňov.
Temná hmota.
Na to, aby boli všetky uvedené tvrdenia platné, vedci potrebujú existenciu aj ďalšej hmoty nad rámec už známej (presnejšie povedané viditeľnej). Rôzne výpočty preukázali, že všetka hmota a energia, ktorú poznáme, tvorí len veľmi malé množstvo toho, čo by malo existovať, aby bola teória veľkého tresku správna. Z tohto dôvodu bola navrhnutá existencia hypotetickej hmoty, ktorá by vyplnila tento priestor. Táto hmota dostala názov „temná hmota“, pretože neinteraguje so žiadnou z jadrových síl (slabou ani silnou) ani s elektromagnetizmom, ale výlučne s gravitačnou silou. Na grafe vpravo sú zobrazené vypočítané pomery.