宇宙变化的历史如何？它是否有一个起点和终点？它是如何演化成我们现在所观察到的这种形态的？人类对于这些问题的幻想和探索经历了漫长的时间。
广义相对论预言，宇宙中可能存在某些时空 “奇点”，比如黑洞。像太阳这样的恒星，在燃料用尽之后，会发生引力塌缩而成为任何事物（包括光线）都无法逃离的黑洞。1929年，天文学家哈勃观测到的哈勃红移现象与爱因斯坦广义相对论的预言相符合，都表明宇宙是不断膨胀的。
有“宇宙之王”之称的霍金不仅在经典物理的框架里证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性，他还考察了黑洞附近的量子效应，发现黑洞因辐射而越变越小，温度却越变越高，最后以爆炸而告终，而且整个宇宙正是起始于此。即宇宙起源于大约137 亿年之前的一次大爆炸，大爆炸是时空中最原始的 “奇点”。那时，所有质量都集中在一个几何尺寸很小的时空中，我们现在所感受到的时间和空间结构，就是从这个奇点爆炸而产生的。宇宙起源于 “大爆炸”的学说还有待完善，但它已经能够对许多天文现象做出合理的解释，因而被物理学家、天文学家普遍接受 。
随着科技的发展，天文观测的不断完善和更新，给我们提供了更精确的宇宙图景。1997年，天文观测证实了宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀。此外，宇宙物质构成的成分比例也很令人吃惊，在构成宇宙的物质中，我们可以看得见摸得着的普通物质， 只占很小一部分（约4.6%），而其余大部分是暗物质和暗能量。如今，科学家已经有了许多有关暗物质和暗能量存在的证据，但对它们的具体性质，却仍然知之甚少。
