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현재 받아들여지는 우주론의 모형은 대폭발 모형이다(대폭발이론). 이 모형에 의하면 약 150억 년 전에 강력한 폭발과 함께 우주의 팽창이 시작되었다. 이 최초의 불덩어리의 온도는 10¹²K을 넘고 에너지의 대부분은 복사로 방출되었다. 팽창이 계속되면서 우주는 차가워져서 복사의 역할은 감소하고 다른 물리적 과정들이 차례로 진행되었다. 약 1분 뒤에 우주의 온도는 10억K 정도로 감소하여 핵 반응이 시작되고 중양성자(重陽性子)와 헬륨 핵의 생성이 가능해졌다(이전에 온도가 높았을 때 이들 핵은 높은 에너지의 광자에 의해 곧 분열됨). 계속되는 팽창과 함께 핵끼리의 충돌 횟수가 감소하여 중양성자와 헬륨 핵의 비율이 고정되었다. 수십만 년 뒤에는 전자가 핵에 붙어 원자를 형성할 수 있을 정도로 온도가 충분히 낮아졌을 것이다. 은하들은 몇 백만 년 뒤에 형성되기 시작되었을 것으로 생각되지만 이 단계는 아직 잘 밝혀지지 않았다. 별의 형성은 아마도 훨씬 뒤인 수십억 년 뒤에 시작되었을 것이며 이 과정은 지금도 계속되고 있다.

끝으로 우주는 미래에 어떻게 될 것인가? 우주는 열려 있는가, 아니면 닫혀 있는가? 즉 팽창은 무한하게 계속될 것인가, 아니면 팽창이 감소되어 결국은 거꾸로 수축할 것인가? 그 결론은 우주의 총질량에 의해 좌우된다. 이러한 이유 때문에 암흑물질의 분포가 결정적인 역할을 할 수 있다. 현재 존재하는 보이는 물질의 양이 우주가 닫히기에는 부족하지만, 암흑물질이 은하의 회전이나 은하의 성단 역학에 의해 제시된 양만큼 우주에 존재한다면 우주는 닫힐 것이다. 또 하나의 요소는 중성미자(中性微子)의 질량이다. 이론적으로 이것의 질량은 없는 것으로 가정되지만, 현재 전자질량의 1/10,000 이하의 질량을 가지고 있는 것이 실험적으로 알려졌다. 중성미자의 질량이 비록 작지만 우주에는 수많은 중성미자가 있기 때문에 우주를 닫히게 만들 수도 있다.