宇宙的起源和演化
大爆炸理论认为宇宙起源于一个单一的无量纲点，即一个没有时空尺度但包含了宇宙中所有物质的奇点。至少在120 ~ 15亿年前，宇宙和空间本身就是由这个点爆炸形成的。
目前在学术界有较大影响的“大爆炸宇宙论”是由比利时数学家勒迈特于1927年提出的。他认为，原始宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”中，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美国物理学家加莫夫等人绘制了150亿年前大爆炸后，宇宙从一个密集而炽热的奇点到一个行星和星系的整个膨胀演化过程的详细图景。但是这个理论有很多困惑。
人类把地球绕太阳公转设定为测量时间-年份的标准。但是宇宙中所有天体的运动速度是不一样的，宇宙中没有时间的度量。比如地球上东西南北方向的概念，在宇宙中没有任何意义。既然对于宇宙来说年的概念是不存在的，那么大爆炸宇宙学如何利用年的概念来计算宇宙的确切年龄呢？
1929年，美国天文学家哈勃提出了星系红移与星系间距离成正比的哈勃定律，并推导出星系间距离较远的暴胀宇宙理论。哈勃定律只陈述了离地球越远，星系运动越快——星系的红移与星系的距离成正比。但他未能发现另一个重要的点——星系的红移也与星系的质量成正比。
宇宙中星系之间的距离非常非常远，光的传播会因为空间物质的吸收和阻挡而逐渐减弱。那些运动速度较快的星系是质量较大的星系。质量大，能量辐射强。所以我们观测到的红移很大的星系当然是质量很大的星系。这就是被称为类星体的遥远星系由于其巨大的质量而产生巨大红移的原因。另外，那些质量小、能量辐射弱的星系(除了少数靠近银河系的星系，如大小麦哲伦星系)很难观测到，所以我们现在看到的大部分星系都是红移的。由于银河系中的恒星距离地球较近，大小恒星都能看到，所以恒星的红移和紫移数量大致相等。
当宇宙中物质分布不平衡时，局部物质结构会不断膨胀收缩，但宇宙整体结构的相对平衡不会改变。仅仅通过部分(不是全部)观测星系与地球的距离，不能说宇宙整体在膨胀或收缩。就像地球上的海洋在重力作用下不断升降的潮汐现象，并不意味着海水总量在增加或减少。
1994年，美国卡内基研究所的弗里德曼等人通过估算宇宙的膨胀速率计算出宇宙的年龄，得到了80亿-120亿年的年龄计算值。然而，根据恒星光谱的分析，宇宙中最古老的恒星有140-160亿岁。恒星比宇宙古老。
1964年，美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到微波背景辐射，这是充满空间的各种物质之间能量转移的结果。宇宙中物质的辐射无时无刻不在，3K或5K的温度值只是人类根据自己的判断而设计的一种度量。这种能量辐射的现象只能说明宇宙中的物质由于引力的作用在大尺度空间的整体分布是比较均匀的，星际空间中确实存在大量我们目前观测不到的“暗物质”。
至于大爆炸宇宙学中氦的丰度，氦本来就是宇宙中极其丰富的原子结构，仅次于氢。它在空间中的百分含量和其他元素的百分含量也是物质结构分布规律中很常见的物理现象。在宇宙的大尺度范围内，不仅氦的丰度相似，氢、氧等其他元素的丰度也相似。而且各种元素是随着不同的温度和环境不断变化的，并不总是保持一张脸，所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙起源没有必然联系。
根据天文观测数据和物理理论，描述宇宙的具体形态。星系的形态特征对于研究宇宙的结构非常重要，从星系的运动规律可以推断出整个宇宙的结构形态。星系* *的圆形涡旋结构是整个宇宙的缩影，椭圆、棒旋等不同的星系形状只是由于星系年龄和观测角度的不同而产生的视觉效果。
这种螺旋现象对理解宇宙的形态有重要的启发作用。大到旋涡星系，小到DNA分子，都是在这个旋涡中产生的。自然界不承认直线形式，自然界所有物质的基本结构都是曲线运动的圆形。从原子、分子到行星、星系，再到星系团、超星系团，毫无疑问，浩瀚的宇宙就是一个大旋涡。因此，建立一个“宇宙螺旋运动模型”，比“宇宙”作为所有物质的总和，脱离曲线运动模型，以直线从一个中心向四面八方无限拉伸的“大爆炸模型”，更能反映宇宙的真实结构。