Die Urknalltheorie ist die beste wissenschaftliche Erklärung für die Entstehung des Universums. Die Theorie behauptet, dass unser gesamtes Universum entstand, als eine winzige (milliardenmal kleiner als ein Proton), superdichte, superheiße Masse explodierte und sich sehr schnell ausdehnte, schließlich abkühlte und sich zu den Sternen und Galaxien formte, mit denen wir zusammen sind vertraut. Dieses Ereignis soll sich vor etwa 15 Milliarden Jahren ereignet haben. Anstatt sich nach außen in ein bereits existierendes Vakuum auszudehnen, war das Ereignis des Urknalls eine Ausdehnung des Weltraums – vielleicht mit Geschwindigkeiten über Licht. (Während Einsteins Relativitätstheorie alles im Weltraum verbietet, schneller als das Licht zu reisen, setzt sie der Geschwindigkeit, mit der sich das Raumgefüge selbst ausdehnen kann, keine Grenzen.)
Die Urknalltheorie wurde ursprünglich in den späten 1920er Jahren von Georges-Henri Lemaître, einem belgischen katholischen Priester und Astronomen, entwickelt, einem frühen Verfechter von Lösungen der allgemeinen Relativitätsfeldgleichungen, die vorhersagten, dass sich unser Universum ausdehnt. (Um kosmologische Theorien ernst zu nehmen, müssen sie mögliche Lösungen für Einsteins allgemeine Relativitätsfeldgleichungen darstellen.) Obwohl die Lösung der Feldgleichungen im expandierenden Universum 1922 vom russischen Kosmologen Alexander Friedman abgeleitet wurde, war Lemaître der erste, der dies erkannte ein sich ständig ausdehnendes Universum impliziert, dass das Universum irgendwann in der Vergangenheit viel dichter und kleiner gewesen sein muss, sogar atomar groß.
Die Urknalltheorie wird hauptsächlich durch zwei Hauptbeweise gestützt – erstens die Tatsache, dass sich alle Galaxien schnell voneinander entfernen (bestätigt von Edwin Hubble im Jahr 1929) und zweitens das Vorhandensein der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung oder das „Echo“ des Urknalls. Die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung wurde erst 1965 entdeckt, und bis zu diesem Zeitpunkt waren die Wissenschaftler zwischen der Urknalltheorie und ihrem Rivalen, dem Steady-State-Modell von Fred Hoyle, geteilt, das behauptete, dass sich das Universum ausdehnt, aber im Wesentlichen gleich bleibt, weil neu Materie wurde ständig erschaffen.
Seit den späten 1960er Jahren ist die Urknalltheorie die dominierende Erklärung für die Geburt unseres Universums. Das Steady-State-Modell von Fred Hoyle wurde verworfen. Der Großteil der Kosmologie besteht seit dieser Zeit aus Modifikationen und Erweiterungen der Urknalltheorie. Da Physiker noch keine konsistente Theorie formuliert haben, die erklärt, wie die Gravitation auf extrem kleinen Skalen (wie zum Zeitpunkt des Urknalls) funktioniert, sind Kosmologen nicht in der Lage, Theorien darüber zu formulieren, was vor etwa 10^-43 Sekunden nach dem Urknall. Unser Universum könnte als punktförmiges Wesen mit nahezu unendlicher Dichte entstanden sein, oder vielleicht etwas anderes. Unsere Mathematik, Instrumente und wissenschaftlichen Methoden müssen möglicherweise erheblich verbessert werden, bevor weitere Fortschritte erzielt werden.