Питання про еволюцію всесвіту завжди був відкритим для людства. Зоряне небо над головою довгий час була для людини символом вічності і незмінності. Лише в Новий час люди усвідомили, що "нерухомі" зірки насправді рухаються, причому з величезними швидкостями. У XX ст. людство звиклося з ще більш дивним фактом: відстані між зоряними системами - галактиками, не пов'язаними один з одним силами тяжіння, постійно збільшуються. І справа тут не в природі галактик сама Всесвіт безперервно розширюється! Природознавства довелося розлучитися з одним зі своїх основоположних принципів: всі речі міняються в цьому світі, але світ в цілому завжди однаковий. Це можна вважати найважливішим науковим подією XX ст.

Все почалося, коли Альберт Ейнштейн створив загальну теорію відносності. В її рівняннях описані фундаментальні властивості матерії, простору і часу. ("Відносний" по-латині звучить як rela-tivus, тому теорії, засновані на теорії відносності Ейнштейна, називаються релятивістськими.)

Застосувавши свою теорію до Всесвіту як цілого системі, Ейнштейн виявив, що такого рішення, яким відповідала би не змінюється з часом Всесвіт, не виходить. Цей результат не задовольнив великого вченого. Щоб домогтися стаціонарного вирішення своїх рівнянь, Ейнштейн ввів у них додатковий доданок - так званий ламбда-член. Проте до цих пір ніхто не зміг знайти якогось фізичного обґрунтування цього додаткового члена.

На початку 20-х рр. радянський математик Олександр Олександрович Фрідман вирішив для Всесвіту рівняння загальної теорії відносності, не накладаючи умови стаціонарності. Він довів, що можуть існувати два рішення для Всесвіту: розширюється світ і стискується світ. Отримані Фрідманом рівняння використовують для опису еволюції Всесвіту і в даний час.

Всі ці теоретичні міркування ніяк не пов'язувалися вченими з реальним світом, поки в 1929 р. американський астроном Едвін Хаббл не підтвердив розширення видимої частини Всесвіту. Він використовував при цьому ефект Доплера. Лінії в спектрі рухається джерела зміщуються на величину, пропорційну швидкості його наближення або видалення, тому швидкість галактики завжди можна обчислити по зміні її положення спектральних ліній.

Ще у другому десятиріччі XX ст. американський астроном Всього Слай-фер, дослідивши спектри декількох галактик, зауважив, що у більшості з них спектральні лінії зміщені в червону сторону. Це означало, що вони віддаляються від нашої Галактики зі швидкостями в сотні кілометрів у секунду.

Хаббл визначив відстані до невеликого числа галактик і їх швидкості. З його спостережень виходило, що чим далі знаходиться галактика, тим з більшою швидкістю вона від нас віддаляється. Закон, за яким швидкість віддалення пропорційна відстані, отримав назву закону Хаббла.

Чи означає це, що наша Галактика є центром, від якого і йде розширення? З точки зору астрономів, таке неможливо. Спостерігач в будь-якій точці Всесвіту повинен побачити ту ж картину: всі галактики мали б червоні зсуви, пропорційні відстані до них. Саме простір як би роздувається. Якщо на повітряній кульці намалювати галактики і почати надувати його, то відстані між ними будуть зростати, причому тим швидше, чим далі вони розташовані один від одного. Різниця лише в тому, що намальовані на кульці галактики і самі збільшуються в розмірах, реальні ж зоряні системи всюди у Всесвіті зберігають свій об'єм. Це пояснюється тим, що складові їхні зірки пов'язані між собою силами гравітації.

Факт постійного розширення Всесвіту встановлено твердо. Найвіддаленіші з відомих галактик і ква-заров мають таке велике червоне зміщення, що довжини хвиль всіх ліній в їх спектрах виявляються більше, ніж у близьких джерел, у п'ять-шість разів!

Але якщо Всесвіт розширюється, то сьогодні ми бачимо її не такою, якою вона була в минулому. Мільярди років тому галактики розташовувалися значно ближче один до одного. Ще раніше окремих галактик просто не могло існувати, а ще ближче до початку розширення не могло бути навіть зірок. Ця епоха - початок розширення Всесвіту - віддалена від нас на 12-15 млрд років. Оцінки віку галактик поки занадто близькі, щоб уточнити ці цифри. Але надійно встановлено, що найбільш старі зірки різних галактик мають приблизно однаковий вік. Отже, більшість зоряних систем виникла в той період, коли щільність речовини Всесвіту була значно вища від сучасної.

На початковій стадії вся речовина Всесвіту мало настільки високу щільність, що її навіть неможливо собі уявити. Ідею про розширення Всесвіту з надщільного стану увів в 1927 р. бельгійський астроном Жорж Леметр, а припущення, що первісна речовина було дуже гарячим, вперше висловив Георгій Антонович Гамов в 1946 р. Згодом цю гіпотезу підтвердило відкриття так званого реліктового випромінювання. Воно залишилося як відлуння бурхливого народження Всесвіту, яке часто називають Великим Вибухом. Але залишається безліч питань. Що призвело до утворення нині спостерігається Всесвіту, до початку Вибуху? Чому простір має три виміри, а час - одне? Як стрімко розширюється Всесвіту змогли з'явитися стаціонарні об'єкти - зірки і галактики? Що було до Великого Вибуху? Над пошуками відповідей на ці та багато інші питання працюють сучасні астрономи і фізики.