在宇宙的大尺度观测中，一个显著的现象是星系与我们的距离越远，它们的退行速度越快，这直接支持了大爆炸理论的科学性。这一发现源于20世纪20年代，天文学家埃德温·哈勃对维斯托·斯里弗的观测成果的研究。哈勃注意到，远星系的光线呈现出比近星系更红的特性，这种现象被称为红移，它表明光的波长在星系远离我们时有所增长。
光的红化是由于宇宙膨胀所导致的，哈勃通过对星系光谱中特征谱线位置的精确测量，证实了这一理论。他揭示的宇宙膨胀不仅改变了我们对宇宙的认知，也提出了一个看似悖论的问题：从地球角度看，星系似乎在快速远离，但这并不意味着地球是宇宙的中心。实际上，宇宙的膨胀是均匀的，从任何观察点看，膨胀的图像都是相同的，没有中心点的概念，更像是星系间的空间在扩展而非星系自身在移动。
这种空间伸长的概念看似奇特，但它符合爱因斯坦在1915年提出的广义相对论。广义相对论指出，引力并非单纯地作用于物体，而是空间（时空）因物质分布而弯曲的表现。空间具有弹性，可以随着物质的运动而弯曲或伸展。这一理论已经得到了大量观测证据的支持，成为现代宇宙学的重要基石。
宇宙是由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1929年，美国天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。宇宙并非永恒存在而是从虚无创生的思想在西方文化中可以说是根深蒂固。虽然希腊哲学家曾经考虑过永恒宇宙的可能性，但是，所有西方主要的宗教一直坚持认为宇宙是上帝在过去某个特定时刻创造的。