Il Big Bang è una teoria scientifica su come l'universo è nato, e poi ha creato le stelle e le galassie che vediamo oggi. Il Big Bang è il nome che gli scienziati usano per la teoria più comune dell'universo, dalle primissime fasi fino ai giorni nostri.
L'universo è nato come una superforza molto calda, piccola e densa (il mix delle quattro forze fondamentali), senza stelle, atomi, forma o struttura (chiamata "singolarità"). Poi, circa 13,8 miliardi di anni fa, lo spazio si è espanso molto rapidamente (da qui il nome "Big Bang"). Ciò ha dato inizio alla formazione degli atomi, che alla fine ha portato alla formazione di stelle e galassie. Fu Georges Lemaître a notare per la prima volta (nel 1927) che un universo in espansione poteva essere fatto risalire nel tempo a un unico punto di origine. L'universo è ancora oggi in espansione e sta diventando sempre più freddo.
Nel complesso, l'universo sta crescendo e la temperatura diminuisce con il passare del tempo. La cosmologia è lo studio di come è nato l'universo e del suo sviluppo. Gli scienziati che studiano la cosmologia hanno convenuto che la teoria del Big Bang corrisponde a quanto osservato finora.
Fred Hoyle ha definito la teoria il "Big Bang" nel suo programma radiofonico. Non credeva che il Big Bang fosse corretto. Gli scienziati che non erano d'accordo con lui pensavano che il nome fosse divertente e decisero di usarlo.
Gli scienziati basano la teoria del Big Bang su molte osservazioni diverse. La più importante è il redshift di galassie molto lontane. Il Redshift è l'effetto Doppler che si verifica alla luce. Quando un oggetto si allontana dalla Terra, i suoi raggi di colore sembrano più simili al colore rosso di quanto lo siano in realtà, perché il movimento allunga la lunghezza d'onda della luce emessa dall'oggetto. Gli scienziati usano la parola "rosso caldo" per descrivere questa onda luminosa allungata perché il rosso è la lunghezza d'onda più lunga dello spettro visibile. Più c'è il redshift, più velocemente l'oggetto si allontana. Misurando il redshift, gli scienziati hanno dimostrato che l'universo si sta espandendo e possono capire a quale velocità l'oggetto si sta allontanando dalla Terra. Con osservazioni e misurazioni molto precise, gli scienziati ritengono che l'universo fosse una singolarità circa 13,8 miliardi di anni fa. Poiché la maggior parte delle cose diventano più fredde man mano che si espandono, gli scienziati ritengono che l'universo fosse molto piccolo e molto caldo quando è iniziato.
Altre osservazioni che supportano la teoria del Big Bang sono le quantità di elementi chimici nell'universo. Quantità di elementi molto leggeri, come l'idrogeno, l'elio e il litio sembrano concordare con la teoria del Big Bang. Gli scienziati hanno anche trovato "radiazioni di fondo delle microonde cosmiche". Queste radiazioni sono conosciute come onde radio, e sono presenti ovunque nell'universo. Questa radiazione è ora molto debole e fredda, ma molto tempo fa era molto forte e molto calda.
Si può dire che il tempo non aveva alcun significato prima del Big Bang. Se il Big Bang era l'inizio del tempo, allora non c'era un universo prima del Big Bang, perché non poteva esserci un "prima" se non c'era il tempo! Altre idee affermano che il Big Bang non era l'inizio del tempo 13,8 miliardi di anni fa. Invece, alcuni credono che ci fosse un universo completamente diverso prima del Big Bang, e potrebbe essere stato molto diverso da quello che conosciamo oggi.
Tuttavia, nel novembre 2019, Jim Peebles, insignito del Premio Nobel per la Fisica 2019 per le sue scoperte teoriche in cosmologia fisica, ha notato, nella sua presentazione del premio, di non sostenere la teoria del Big Bang, a causa della mancanza di prove concrete a sostegno, e ha dichiarato: "È molto spiacevole che si pensi all'inizio, mentre in realtà, non abbiamo una buona teoria di una cosa come l'inizio".
