喬治·勒梅特首先提出了關(guān)于宇宙起源(TheBeginningoftheUniverse)的大爆炸理論(TheBigBangTheory),但他本人將其稱作“原生原子的假說”。這一模型的框架基于了愛因斯坦的廣義相對論,并在場方程的求解上作出了一定的簡化(例如空間的均一和各向同性)。描述這一模型的場方程由蘇聯(lián)物理學(xué)家亞歷山大·弗里德曼于1922年將廣義相對論應(yīng)用在流體上給出的。1929年,美國物理學(xué)家埃德溫·哈勃通過觀測發(fā)現(xiàn)從地球到達遙遠星系(galaxy)的距離正比于這些星系的紅移(redshift),這一膨脹宇宙的觀點也在1927年被勒梅特在理論上通過求解弗里德曼方程而提出,這個解后來被稱作弗里德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規(guī)。哈勃的觀測表明,所有遙遠的星系和星團在視線速度上都在遠離我們這一觀察點,并且距離越遠退行視速度越大。如果當(dāng)前星系和星團間彼此的距離在不斷增大,則說明它們在過去的距離曾經(jīng)很近。從這一觀點物理學(xué)家進一步推測:在過去宇宙曾經(jīng)處于一個極高密度且極高溫度的狀態(tài),在類似條件下大型粒子加速器上所進行的實驗結(jié)果則有力地支持了這一理論。然而,由于當(dāng)前技術(shù)原因粒子加速器所能達到的高能范圍還十分有限,因而到目前為止,還沒有證據(jù)能夠直接或間接描述膨脹初始的極短時間內(nèi)的宇宙狀態(tài)。從而,大爆炸理論還無法對宇宙的初始狀態(tài)作出任何描述和解釋,事實上它所能描述并解釋的是初始狀態(tài)之后宇宙的演化圖景。當(dāng)前所觀測到的宇宙中輕元素的豐度,和理論所預(yù)言的宇宙早期快速膨脹并冷卻過程中最初的幾分鐘內(nèi),通過核反應(yīng)所形成的這些元素的理論豐度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形
宇宙大爆炸(大霹靂)模型圖冊(4張)成的輕元素的豐度的理論被稱作太初核合成。
大爆炸一詞首先是由英國天文學(xué)家弗雷德·霍伊爾(SirFredHoyle)所采用的。霍伊爾是與大爆炸對立的宇宙學(xué)模型——穩(wěn)恒態(tài)理論(SteadyStateTheory)的倡導(dǎo)者,他在1949年3月BBC的一次廣播節(jié)目中將勒梅特等人的理論稱作“這個大爆炸的觀點”。雖然有很多通俗軼事記錄霍伊爾這樣講是出于諷刺,但霍伊爾本人明確否認(rèn)了這一點,他聲稱這只是為了著重說明這兩個模型的顯著不同之處。霍伊爾后來為恒星核合成的研究作出了重要貢獻,這是恒星內(nèi)部通過核反應(yīng)從輕元素制造出某些重元素的途徑。1964年宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)是支持大爆炸確實曾經(jīng)發(fā)生的重要證據(jù),特別是當(dāng)測得其頻譜從而繪制出它的黑體輻射曲線之后,大多數(shù)科學(xué)家都開始相信大爆炸理論了。