量子物理学家愈发洞察事物之内，而天文学家则愈发展望天空之外。
爱因斯坦的研究再一次推动了新研究的建立和发展。如果广义相对论是正确的，那么就会出现三种直观的现象：第一，水星的近日点会随时间不断地移动，且每次移动的角度都是确定的；爱因斯坦本人已经证实过这一点了。第二，星星经过太阳时，星光会变弯曲；1919年，亚瑟·埃丁顿测量了星光的弯曲度。
第三，出现了预见到的红移。
在爱因斯坦发表相对论之前40年，英国天文学家威廉·哈金森通过星光波长的变化，证实了恒星都在移动，有的向地球移动，有的则远离地球——这就是多普勒效应在视觉上反映出的现象。如果爱因斯坦的广义相对论是正确的，天文学家应该能够从由巨大天体（如太阳）发射的光线中捕捉到一种特别的波长变化。质量会弯折时空，这就意味着，光粒子的移动非常艰难——就好像粒子是在费力地攀爬一面光滑的、弯曲的墙，而不是在一个水平平面上顺畅地滑行那样。因为粒子耗费了更多的能量（实际上是移动了更远的距离），它们的辐射频率随之下降——在视觉上的表现，就是向光谱的红端移动。
捕捉到“红移”不是一件简单的事情，正如爱因斯坦本人所说。“将太阳光的光谱线与相应的地球辐射光的光谱线做比较，会发现，前者更接近红端，”他写道，“（但是）很难判断，我们所推断的引力可能造成的影响是否真正存在。”1916年之后的几十年里，为了证实太阳光和金星光的光谱都发生了红移，科学家做了不计其数的尝试，但是，他们对数据的诠释各执己见。“对爱因斯坦的太阳光红移观点是支持还是反对，这是一个艰难的决定，其艰难根源于证据本身的两面性。”英国天文学家约翰·埃弗谢德（John Evershed）于1919断言。毕竟，红移会受到压力、温度或者（如哈金森所证实）移动的影响。
关于红移的争议以及没有说服力的数据困扰了爱因斯坦的相对论数年之久。与此同时，红移测量已经成为天文学观测中的常规部分。20世纪30年代，天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble），对红移进行测量，根据计算结果，他得出了一个新的结论。
宇宙比我们之前预期的大得多，并且，宇宙并不是爱因斯坦所说的，处于一个稳定的、静止的状态。
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15年前，年轻的埃德温·哈勃完成了博士论文。论文对模糊的天体星云（nebulae，源自拉丁文的“雾”）进行了翔实准确的研究。人们观测到星云已经有数个世纪了，但是，囿于望远镜有限的观测距离，天文学家看不清楚星云的具体位置和准确形态。哈勃利用先进的24英寸反射式望远镜拍摄星云图像；然而，尽管他可以相对精确地描绘出星云的位置，却只能对这一发光云团的性质进行推测。
他的推测与众不同。“也许，”哈勃写道，“我们看见的是一团团的‘星系’。”
直到此时，科学家只知道一个星系的存在——我们的银河系。英语中的“银河系”（Milky Way，字面意思是“牛奶路”）来自希腊人为银河的命名（kyklos galaktikos，“牛奶圈”）。自伽利略时期，人们就知道银河中有不计其数的恒星。但是，银河系边界之外有什么（不管它们在哪里）鲜为人知。星系也许和宇宙一样。
一些天文学家曾做出理论推断，应该还有其他的星系，或者“岛宇宙”在银河系之外漂移，而通过望远镜观测，哈勃则认为星云可能就是这些星系。但是，图像没有说服力，而第一次世界大战中断了他的研究。刚刚拿到博士学位的哈勃便加入了美军，出国作战。
他所在的那一师从未真正上过战场。停战后，他又重新开始天文学研究。这一次，他设法得到了加利福尼亚州的威尔逊山天文台（Mount Wilson Observatory）的一个职位——这个天文台拥有当时世界上最大的全新的100英寸望远镜。在这里，他第一次看清了星云。
1923年，他在星云中发现了一种被称为M31的物质：造父变星（Cepheid），这种恒星按照固定的周期发光或暗淡。天文学家亨利埃塔·莱维特（Henrietta Leavitt，毕业于拉德克利夫学院，是20世纪初为数不多的女性天文学家）和哈露·沙普利（Harlow Shapley，哈勃的死敌；两人在专业领域内是对手，生活中也彼此厌恶）率先提出了一种测量地球到造父变星距离的方法。按照他们的衡量标准，哈勃测量出地球到M31中的造父变星的距离至少为93万光年——这比此前所预测的银河的尺寸大得太多了。
这个数字的意义很明确。要么是银河系超乎想象地巨大，要么是M31星云位于银河系之外。
哈勃在接下来的10年中不断地对星云进行观测，并据此撰写了《星云世界》（The Realm of the Nebulae，1937年）。该书呈现了哈勃经过仔细研究和记录后所得到的结论：除了M31，还有4.4万个其他星系（“岛宇宙”）分布在整个宇宙中。用天文学家杰伊·巴萨乔夫（Jay Pasachoff）和亚历克斯·菲利彭科（Alex Filippenko）的话说，这是一次哥白尼式的革命。哥白尼提出，地球不过是众多绕着恒星运转的行星中的一颗，这让我们所有人都很震惊；哈勃则提出，银河系“不过是宇宙中存在的不计其数的星系中的一个”。至此为止，我们的星系将不再被认为是唯一存在的星系。在自然的宏大体系中，我们的银河系已经是相当小的一部分。
但这还不是哈勃结论中最令人震惊的部分。
“从星云到地球的光，”他在1937年写道，继续使用星云来指星系，“其在光谱上距红端的距离与其与地球的距离成正比。这一现象……证明星云都在飞速地远离我们的银河系，距离越远，其速度越快。”尽管红移不能证实爱因斯坦的广义相对论（直到1959年，才得到了可复现的实验证据），但是揭示了另一个出人意料的现象。那4.4万个星系都在移动——根据它们光谱的红移，哈勃才得以对其进行测量。
通过精确地观测，哈勃得出了宇宙扩张的公式：哈勃常数（Ho）与星系距离（D）的乘积就是星系的退行速度（V）：
V = Ho × D
换句话说，星系距离地球越远，它后退的速度就越大。
“这个解释，”哈勃写道，“将红移解释为多普勒效应的表现，也就是说，速度的变化显示出了后退的实际情况。”他还谨慎地补充说，有必要进行更进一步的研究：
星云红移……在很大程度上（是）一次全新的发现，因此，以实验为基础，暂且将它们诠释为我们熟悉的“速度变化”，这是非常可取的做法。临界试验至少在理论上是可能的，因为到地球距离相同的星云中，快速退行的星云比静止的星云要黯淡一些……对红移的解释（因此）至少有一部分是在实证研究的范围内。
换句话说，这与量子物理学家所做的科学研究不同；红移是可观测的，并且随着望远镜技术的提高，天文学家可以观测到更加清晰的红移。经证明，“岛宇宙”在宇宙中漂移。
那么，更理论性一点的问题是，为什么呢？
在这个问题上，哈勃更加谨慎了。“对宇宙的探索止于不确定性，”他在《星云世界》中断言，“（离地球）越远，我们知道的就越少，并且是急剧减少。最终，我们就到了模糊的界限——望远镜所能观测到的极限。在那里，我们测量虚幻之物，并在错误的测量结果中试图寻找一个里程碑，但这个里程碑也不会有多牢固的。但他仍旧试探性地坚持一种解释：星系之所以移动，是因为宇宙本身在膨胀。
这一理论并非哈勃原创。1922年，年轻的俄国物理学家兼数学家亚历山大·弗里德曼（Alexander Friedmann）提出，根据爱因斯坦的广义相对论，宇宙应该是在规律性地扩张着。三年后，研究未竟的弗里德曼死于伤寒；但是，1927年，比利时天文学家乔治·勒梅特（Georges Lemaître）也得到了相同的结论。
爱因斯坦仔细阅读了两人的论文，但是并没有被说服。他认为，对于一个含有有限数量的物质的、静止的、不变的宇宙而言，他的理论是最合理的。如果宇宙看起来是无限的，那不过是由于时空弯曲造成的错觉。（“你的计算是正确的，”他在给勒梅特的信中写道，“但是你的物理学观点太差劲了。”）
如今，科学家们首次发现了直观的、与该问题相关的证据。爱因斯坦到威尔逊天文台与哈勃见面，并复查了哈勃得到的结果。他从100英寸的望远镜望向宇宙空间——这让他改变了观点。“远方星云的红移，如同一把锤头，彻底粉碎了我的旧理论。”爱因斯坦在加利福尼亚的一次报告中对场下观众说道。
到20世纪30年代末，大多数天文学家和物理学家都同意爱因斯坦的观点：宇宙不是静止的，而是在不断扩张。这也将会影响到宇宙过去的形态。勒梅特根据自己的计算逻辑倒推出一个结论，如果宇宙正在不断地外扩，那么，它一定曾在某时非常地小。实际上，回溯该过程遥远的起点，一定有一个“零”时刻；这时，宇宙中的一切物质都紧紧地压缩成了一个点。
现有的物理学定律无法对这个点做出解释，也无法预测出其未来的行动，更无法理解它曾经是什么。因此，勒梅特借用了一个数学术语：它是一个奇点（singularity），在这里，我们所知道的主宰世界的法则都失效了。
这个解释跟没有解释没有什么区别：勒梅特遇到了无法解释宇宙的地步，结果只是给这一空白点起了个名字，用来取代无法解释的情形。1931年，他试图借量子理论填补这个空缺。他在《自然》杂志中写道：
如果世界开始时是单一一个量子，那么，宇宙之初，时空概念都会失去意义；只有当最初的量子开始分裂并达到足够的数量时，时空概念才会开始有一些合理的意义。如果这个提议是正确的，那么世界比时空开始得更早一些。
这抛弃了类似“魔法师帽子中的兔子”的奇点，但是勒梅特的量子是一种“原始的原子”，它包含了目前宇宙中的所有物质，并通过自身的外扩产生了时空。但是对这个量子的解释也不会简单多少。“要完全理解这个观点是很困难的。”勒梅特略带歉意地补充道。
但他这么说只是刻意的轻描淡写，而且奇点也不是需要解决的唯一问题。如果宇宙在不断地外扩（并且已经外扩了相当长的一段时间），那么宇宙的核心不是应该越来越稀薄吗？由于所有的星系都一直在退行，并最终远离银河系而消失在我们眼前，那么，在遥远的未来，观察者会不会发现自己正位于一个空荡荡的宇宙的中央？
1948年，出生于约克郡的天文学家弗莱德·霍伊尔（Fred Hoyle）解决了“日益稀薄的宇宙”的问题，同时也否定了勒梅特的原始原子的观点。他认为，100亿年后，理论上，观察者所能看到的星系就跟我们今天所见到的一样多，因为
有一些星系不断远离，离开了我们目之所及的宇宙范围，为了弥补这些星系的缺失，本来处于压缩状态的新的星系同时也在以相同的速度从背景物质中释放出来。起初，我们也许会认为这一过程不会无限地进行下去，因为构成宇宙背景的物质最终会被耗尽。但至今仍未被耗尽的原因是新的物质不断出现，弥补了背景物质中不断形成星系的那一部分……我发现，我不得不做出这样的假设：宇宙的本质就是不断地创造——永久地、持续地形成新的背景物质。
霍伊尔认为这一“不断地创造”模型比勒梅特的解释更加科学。“认为宇宙万物皆源于亘古时发生的一次宇宙大爆炸的假设……（是）与观察到的情形产生要求相矛盾的，”1949年，他在一个听众众多的无线电节目中坚持说，“大爆炸的假设是……一个不合理的过程，是无法用科学术语来表述的。”
霍伊尔——他当时34岁；4年前，他在学术界得到了第一份工作，任剑桥大学天体物理学教授——在修辞方面也很有天赋。勒梅特原始原子假说的支持者们随即反驳，指出霍伊尔所提出的扩张既不大（事实上，开始时是非常小的），也不是一场爆炸（没有爆炸，只有宇宙稳步地不断扩张）。但是“宇宙大爆炸”（Big Bang）这个术语已在人们心里扎了根。
1950年，霍伊尔出版了《宇宙的本质》（The Nature of the Universe），并在该书中介绍了自己的“不断创造”理论，这是一本很棒的书，非常有趣。书中提供了一种合乎逻辑的理论来代替宇宙大爆炸：宇宙不是从一个奇点或一个（仍旧没有被定义的）量子中出现的，而是一直处于一种“稳定的状态”。宇宙没有起点，也就不会有终点；数量很小的物质（每立方英里只有几个原子）不断地生成；宇宙的扩张以及新物质的创造将会永久持续下去。
很明显，这一理论也有其困境。但是，正如霍伊尔本人所指出的，与勒梅特假说所面临的困境相比，这一理论所面临的困境算不上毁灭性的。霍伊尔的假设——物质是逐渐被创造出来的——并不比勒梅特的假设——一切物质都是一下子出现的——的可能性低。
《宇宙的本质》一书不仅吸引了大量的普通读者，也得到了来自科学界的广泛支持。越来越多的物理学家和天文学家都站在了原始原子理论一边，但仍旧只是微弱多数。这两种提议都可以解释某种现象，又都无法对其他现象做出解释；并且，二者最终都从一只看不见的帽子中出人意料地扯出了一只兔子。物质径直地出现，说不出是以何种方式。
但是，认为宇宙处于稳态的理论有一个明显优势：这一理论不否认过去所有已知的物理学原理。
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在没有足够证据的情况下，原始原子理论支持者和稳态论支持者都不可避免地诉诸形而上学：他们对宇宙起源和首要原理的辩驳缺乏史料引证。
尽管如此，他们仍在继续寻找有效的证据。在《宇宙的本质》将稳态论公之于众的两年前，俄国物理学家乔治·盖莫夫——“宇宙大爆炸”的笃信者——与他人合作撰写了一篇简短却备受好评的学术论文；论文提出，要对我们目之所及的宇宙中化学元素的分布做出解释，只能依赖于如下观点：宇宙确实是从一个原始的、致密炽热的奇点开始不断地外扩形成的。随即，与盖莫夫一同撰写论文的一位年轻人拉尔夫·阿尔佛（Ralph Alpher）对结论做了更进一步的延伸，并提出，随着致密的奇点的不断扩展，其所带有的大量热量本应消散。但是一部分的热量仍旧在宇宙中辐射——残余的微波辐射，它一直留在宇宙的背景物质中，是“原始火球”（一位后世研究者如此命名，明显是从盖莫夫华丽的修辞中学到的）可探测的遗留物。
宇宙背景的噪音会变成一种特殊形式的辐射，它可能位于“普朗克光谱”上；它的性质也许仅仅取决于温度，电磁射线也许是各向同性的（不管什么方向都相同），并且不是由某一特定个体辐射出来的。一个一直处于稳定状态的系统是无法产生这种辐射的。
即便这样的系统真的存在的话。
宇宙基底辐射一直都停留在理论阶段，直到15年后《宇宙的本质》的面世，这一状况才改变。1965年，普林斯顿天体物理学家罗伯特·迪克（Robert Dicke）和他的团队正在试图制造一个足够灵敏的接收器，以便捕捉到宇宙背景辐射；与此同时，30英里之外，两位在贝尔实验室中工作的物理学家，阿尔诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊，则不断地用他们使用的最先进的微波天线捕捉到一种无法解释的静电。普林斯顿大学的科学家和贝尔实验室的科学家因为一个共同的纽带而联系起来（偶然的），共同对静电展开分析。这一光谱与盖莫夫所说的宇宙中残余的辐射吻合；正如盖莫夫理论所指出的，它是各向同性的；它是天平上的第一颗小石子，使得宇宙论证理论的天平向大爆炸理论倾斜。
随后几年，科学家们对宇宙背景辐射进行了多次测量，并得到大量的数据，这些数据证实了宇宙基底辐射的存在，核实了其温度并查明了其光谱。稳态论迅速衰败，比第一缕晨光还要短暂。“我一直注意到，”那时刚刚获得第一个科学学位的著名物理学家兼天文学家伍德鲁夫·苏里凡（Woodruff Sullivan）说道，“在20世纪60年代，对大多数天文学家来说，稳态论都消亡了……原因是一次偶然的发现……稳态论的对立理论一直鲜为人知，且据其所做的预言也一直得不到重视，但是这一对立理论的完善是导致稳态论消亡的原因。”
弗莱德·霍伊尔坚持捍卫自己的稳态论。宇宙背景辐射的存在让他对恼人的奇点感到不安，这个奇点横冲直撞，粗暴地扰乱了所有通过观察得出的物理学定律。弗莱德·霍伊尔并不是单打独斗。丹尼斯·夏玛（Dennis Sciama）是马里兰大学的物理系主任，1967年，他也对宇宙背景辐射的存在表示遗憾。“我必须要补充一句，”他对一屋子的研究生说，“对我来说，稳态论的失败是件令人非常难过的事。稳态论有力量，有美感；宇宙创造者的疏忽导致很多事情都无法解释，但稳态论可以给出答案。宇宙实际上是一个粗制滥造的产品，但我觉得我们必须要好好利用它。”
到20世纪60年代末，物理学家和天文学家已经全部转变了观点（除了霍伊尔；25年后，他仍旧在完善稳态论，以使其合理有效）。宇宙大爆炸理论胜利了：但实际上它既不大，也不是一场爆炸；这一理论稳固地立于宇宙的发端，拒不遵守宇宙的法则。
公众又过了几年才完全接受了这一理论。毕竟，理解宇宙背景辐射并不是一件简单的事情。只有高度专业的仪器才能捕捉到它，也只有最高级的、最高深的数学才能对它做出解释。很难知道它为何存在。稳态论一直以来都是非常具有说服力的，至少在一定程度上是如此，因为霍伊尔能够用适当的形式呈现该理论。而宇宙是自一个致密炽热的奇点膨胀起来的理论也需要这样一个能干的宣传者。
1977年，这个人出现了：史蒂文·温伯格，他住在纽约，是一位理论物理学家；两年后，他获得了诺贝尔奖。在撰写《宇宙最初三分钟》的同时，温伯格也对宇宙背景辐射展开密集的、高度专业化的研究工作。不过他成功地从当初的一个学术观点转移到了另一个广为接受的观点。同霍伊尔一样，他天生擅长使用隐喻（“如果某个莽撞的巨人将太阳前后摇晃，那么，在地球上的我们要等八分钟才能感觉到其影响，这八分钟就是光波以光速从太阳到地球所需的时间”），此外，他还可以将早期宇宙科学改写成吸引人的故事。《宇宙最初三分钟》清晰地展示了宇宙扩张的背景信息，贯穿不同扩张理论（包括稳态论）的历史发展，并阐释了宇宙背景辐射的必要性。
这本书不仅是第一部被公众广为阅读的大爆炸理论读物，也是一剂催化剂：随后10年里，专门为外行读者所写的关于宇宙学和理论物理学的书籍爆炸式地出现了。读者对关于宇宙起源的故事胃口大开；首先是温伯格引起了他们的兴趣，后来，为满足读者需求，许多其他作家也加入其中［约翰·格里宾（John Gribbin）的《大爆炸探秘——量子物理与宇宙学》（In Search of the Big Bang: Quantum Physics and Cosmology），海因茨·帕格尔斯（Heinz Pagels）的《完美的对称——探秘时间起源》（Perfect Symmetry: The Search for the Beginning of Time），杰姆斯·特拉菲尔（James Trefil）的《创造时刻——自第一毫秒至今的大爆炸物理学》（The Moment of Creation: Big Bang Physics from Before the First Millisecond to the Present Universe）以及许多其他学者的作品］，这些作品为斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）的《时间简史》（A Brief History of Time）开辟了道路；《时间简史》一书借着这股狂热的浪潮，销量遥遥领先。［“这肯定不可能是又一本关于大爆炸的书吧。”物理学家保罗·戴维斯（Paul Davies）仍旧记得他第一次看到霍金的作品时，内心涌出了这样的想法。］
尽管《宇宙最初三分钟》是一部开拓性巨著，它仍旧免不了也有着其他关于宇宙起源的书所具有的不足。该书要求读者在理解宇宙起源时，要先抛弃自己原来信奉的理论；并且，该书也不可避免地引起读者对宇宙终点的推测。
“宇宙的起源——即第一个百分之一秒——始终存在令人难堪的模糊性。”温伯格在导言中写道。随后一章阐述了第一个时间碎片中发生的事情，但也没能阐述得更清楚：
借助大量纯推测性理论，我们能够无限向前追溯，推测出宇宙的历史一定曾有一个无限致密的时刻。但我们对此并不满意。我们自然想知道，在这一刻之前发生了什么，在宇宙开始膨胀和冷却之前发生了什么……我们也许不得不接受绝对零时的观点——绝对零时是过去的一个时刻，从理论上讲，我们无法推知之前的事情的因果。
培根主义科学有其局限性，但又不愿意承认自身的局限性。温伯格承认，大爆炸理论的某些方面无法解释，但与此同时，该理论又在努力克服这些方面。“令人难堪的”意味着他本应能解答所有问题（培根本人会赞同此说）。它对不确定性的容忍度很低。
因此，即使是最终落脚在推测上，《宇宙最初三分钟》的结尾也是非常确定的。温伯格写道，如果不存在霍伊尔所谓的不断产生的物质，那么宇宙最终一定会停止膨胀；它要么就是简单地停止膨胀，逐渐降温、暗淡，进入一种寒冷黑暗之中，要么就是要“经历一次宇宙‘弹跳’然后重新开始膨胀……我们可以想象，向过去无限地延展，宇宙就是在膨胀与收缩之间无限循环，没有任何的开始点”。
接下来，温伯格进一步的阐释也并没有采用形而上学的方法。他写道：
这一解释似乎并不能带来多大的安慰，人类不可避免地认为自己与宇宙之间有某种特殊的联系，认为人之生命不会仅仅是可以追溯到宇宙最初三分钟发生的一系列事件的荒唐产物……宇宙越是显得容易被理解，也就显得越没有意义。
从奇点探讨到意义是不可避免的，也是不科学的。慰藉和绝望都是彻底的非培根主义哲学。
虽然《宇宙最初三分钟》以一则古代创世神话［来自古代斯堪的纳维亚的神话《埃达》（Edda） ］与温伯格所阐述的现代科学故事的对比开篇，但这两个故事实际上惊人地相似。温伯格的起源故事终结于一次构想出来的世界毁灭以及（在书的最后）关于人类目标的寓意：
如果我们无法从研究成果中得到慰藉，至少研究本身可以让我们感到宽慰。人类不满足于神和巨人的神话故事所带来的安逸，也不满足于将自己的思维局限在生活琐事中；他们制作望远镜、卫星和加速器，并终其一生分析所得到的数据的意义。只有为数不多的几件事能将人的生命升华，使其比一次荒唐事件显得更高尚一些；人类理解宇宙的努力就是其中之一，这努力还赋予人的生命一种悲剧式的荣耀。
温伯格从物理学问题自然过渡到了对人生目的的探讨：人生的目的就在于颂扬科学并永远追求科学。培根主义哲学的研究囿于自我，永无休止；它始于通过实验研究可被证实的客体，但后来转而寻求永远不可能被找到的真理。