La teoría del Big Bang también llamada Gran Explosión es el modelo cosmológico influyente para las épocas más antiguos del universo y su posterior evolución de gran nivel. El Big Bang describe que el universo estaba en un estado de muy alta densidad y después se expandió. Datan las mediciones modernas este momento cerca de 13 800 millones de años atrás, que sería por tanto la edad del universo.
En el Big Bang, era un punto de densidad infinita que en un momento dado, explota originando su expansión en todas las direcciones y formando lo que conocemos como el Universo. Después del momento de la explosión, cada partícula de materia empezó a alejarse muy rápidamente una de otra, por ejemplo, de la misma forma que al inflar una bomba éste va ocupando más espacio expandiendo su superficie.
Luego de la expansión inicial, el universo se enfrió lo suficiente para permitir la creación de las partículas subatómicas y después simples átomos. También, nubes gigantes de estos elementos principales se fusionaron más tarde, por la gravedad, para formar las estrellas y galaxias.
Los físicos teóricos han alcanzado reconstruir esta cronología de los hechos a partir de un 1/100 de segundo luego del Big Bang. La materia lanzada en todas las orientaciones por la explosión primordial está formada únicamente por partículas elementales: positrones, mesones electrones, bariones, neutrinos, fotones y hasta más de 89 partículas conocidas actualmente.
En el año 1948, el físico ruso George Gamow transformó la teoría de Lemaître del núcleo primordial. Gamow planteó que el Universo se formó en una explosión inmensa y que los diferentes elementos que hoy se conocen se originaron durante los primeros minutos después del Big Bang o la Gran Explosión, en el momento cuando la temperatura extremadamente alta y la densidad del Universo se unieron en partículas subatómicas en los elementos químicos.
Actualmente, los cálculos más recientes muestran que el hidrógeno y el helio habrían sido los elementos primarios del Big Bang y los productos más pesados se produjeron luego, dentro de las estrellas. No obstante, la teoría de Gamow suministra una base para la comprensión de los primeros estadios del Universo y su posterior evolución.
Por causa a su alta densidad, la materia existente en los primeros momentos del Universo se expandió con gran velocidad. Por lo tanto, al expandirse, el helio y el hidrógeno se enfriaron y se concentraron en las estrellas y en galaxias.
Según cuando se expandía el Universo, la radiación residual del Big Bang siguió enfriándose, hasta llegar a una temperatura cerca de unos 3 K (-270 °C). Estos residuos de radiación de fondo de microondas fueron descubiertos por los radioastrónomos en el año 1965.
Uno de los problemas científicos sin resolver en el modelo del Universo, en expansión, es si el mismo es abierto o cerrado. Intentaron resolver este problema en determinar si la densidad media de la materia en el Universo, es mayor que el valor crítico en el modelo de Friedmann.
Asimismo, la masa de una galaxia se puede medir percibiendo el movimiento de sus estrellas
