宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。
一百年，差不多只是长寿者的一生。而就在过去一百年里，人类对宇宙的观念却不可逆转地被改变了。人们曾经以为宇宙是不生不灭的，其直径只有几千光年，众星都在牛顿万有引力定律的统率下安分守己地运行，过去如此、现在如此、将来也会如此，但这些看法在今天已经过时了。
宇宙的体积不再是静态的，它会演化，正在膨胀并冷却。牛顿的引力法则也只是爱因斯坦的广义相对论的一种近似描述，后者给出了一整套可以用观测去验证的理论命题，而且这些命题也几乎已经全数被证实了。我们的银河系的直径被确定在了大约10万光年，而在可观测的宇宙中，已知的像银河系这样的星系共有数千亿个之多，它们散布在一个半径约为460亿光年的区域之内。
我们的宇宙史魂奇壮丽。以下这些情况，在一个世纪之前没有几人能够猜测得到：
宇宙暴胀
我们的这个宇宙开始于一个暴胀阶段，它以指数式的速率膨胀，巨大的能量由此被蕴藏在空间本身之中。当时还没有出现物质和辐射，登场的只有能量密度的量子化波动和空间自身的引力场。暴胀彻底结束的时刻既可能是在其开始后的10^-32秒，也可能永远不会到来（或者是在这两种极端情况之间的任何一个时刻）。
暴胀结束，宇宙“在加热”
暴胀至少在空间中的某一个区域正在走向结束，空间自身蕴含的能量在那里转化为物质、反物质和辐射。(在那里，也会存在少量的暗物质，以及微量的、依然固结在空间本身之中的暗能量，它们暂时还未成为主导那里的力量，但将来会赢得那个地位。）暴胀结束时的这种转化过程被称为宇宙的“再加热”，它让人类第一次得以通过高温大爆炸来精确地描述自己观测到的这个宇宙。按照我们当前对暴胀的最佳理解，一定存在着暴胀尚未走向完结的其他空间区域。整个宇宙中的大部分，都位于我们可观测的空间范围之外，在那些地方，还将一直有暴胀持续。
在由物质、反物质和辐射构成的极为炽热的宇宙中，空间在快速膨胀的同时，也在其初始膨胀率和其所含能量的各种形式带来的引力之间保有着一种不可思议的平衡。这种膨胀既不会过于迅速，导致一个近乎空无的宇宙，也不会转而收缩，导致自身回到奇点的状态。在这个近乎临界的宇宙中，其引力正好与膨胀趋势分庭抗礼，使温度随着膨胀而逐渐降了下来，并发生了一系列重要的转变。
物质反物质湮灭
在宇宙高温的早期阶段的某个时刻，发生了一个使得物质的创生数量略多于反物质的进程，其产生的不对称性，大约等于在每十亿对物质和反物质粒子中多出一个物质粒子。在宇宙的冷却经过了临界阶段之后，“物质一反物质”粒子对的创生不再活跃，但二者彼此湮灭为一对光子的过程并未停止，结果，只过了不到一秒钟，绝大多数的物质粒子就都和反物质粒子完成了湮灭。宇宙此后还在继续影胀和冷却，其内容物主要是辐射，但也包含了少量剩余的质子、中子和电子（这很关键）。另外，大量的暗物质也剩了下来，但一直不为人所重视，直到人们发现它在宇宙的能量密度中的地位——其数量大约是普通物质的5倍。
大爆炸核合成
质子和中子一开始是被许多高能粒子环绕着的，这使得它们有可能稳定地结合在一起。不过，虽然环境温度和密度足够启动核融合反应的链条，但其第一个环节的反应（由一个质子和一个中子结合为一个气核）的成果很容易被高能的光子重新打散。由于光子的数量是质子和中子的 10亿倍以上，宇宙还需要继续冷却，才能让第一个稳定的气核真正形成，这个必要阶段会持续三分多钟。当温度降到彻底允许核融合完成的水平之后，按质量算，宇宙中含有大约75%的质子、25%的氦-4 核，以及仅约0.01%的氘核，还有同样约 0.01%的氦-3核，另外还有微量的锂核。
中性原子形成
此时的宇宙已经准备形成中性原子了，但温度还是太高，所以光子的能量还是足以立刻将刚刚结合的原子核和电子打散。要让电子能够稳定地与原子核结合，还要再等 38万年，以便让辐射的波长有充足的时间被拉伸，使宇宙能量密度的主导地位交接到物质的手中——这里说的物质，包括大约 84% 的暗物质和16%的普通物质。当中性原子最终形成之后，在“大爆炸”中形成的光子就只能无所事事地沿着直线运动了，自由电子和其他离子化的粒子都不能再阻挡它。如今在我们看来，这些作为“大爆炸”的余晖的光线就是宇宙的微波背景辐射。
第一颗恒星诞生
空间中有一些区域的物质密度略高于周围区域，在引力作用下，物质和暗物质都不断地向这些区域聚集。暗物质提供的引力在此起了主要作用。在物质聚集成团块后，引力的增速也会加快，这让物质团变得更为致密，普通物质相互拥挤着，沉向了物质团的中心。随着密度继续增长，物质最为富集的区域中会发生引力坍缩，让物质团的核心区域的温度升高到足以启动核融合反应的程度。就这样，第一颗恒星在宇宙年龄几千万年到几亿年的时候诞生了。
绝大多数初始质量较低的恒星都将持续存在数十亿年甚至上万亿年，而初始质量较大的恒星往往会快速耗尽自身的燃料，因而相当“短命”。只消几百万年，大质量恒星的核心区内，可用于燃烧的物质就几乎都用完了。这些恒星由此会以超新星爆发的剧烈形式宣告结束，并将其生成的重元素返还给宇宙，成为星际物质。这也就是当今自然界里的重元素的来源。
星系形成
引力不但构建了可以形成恒星的独立物质团块，还让一层层更大的尺度上也形成了某些物质分布结构。相对较小的众多物质块合并聚拢起来，形成了第一批维形的星系，在此基础上进一步合并产生了更大的星系。在更为宏大的尺度层次上(亦须在更晚近的时间点上），众多星系开始聚集成星系群、星系团，最后形成极其巨大的、有丝络特征的网状结构。在上述这些过程中，宇宙继续扩张并冷却。
恒星演化，行星生命形成
在每个星系内部，重力也不断刺激着新的恒星的诞生，这一过程收纳掉了所有可用的星际游离物质。这些物质不仅包括从“大爆炸”时遗留下来的最早的一批气体氢与氦，还包括了在最初的若干代恒星的生生死死中创生，并辗转传递着的许多重元素。其中原子序数最大的一些元素来自质量最大的恒星，此外，像太阳这种质量水平的恒星也会在其晚年将外层物质抛散，形成行星状星云；而白矮星也可以吸积物质或合并，将自身变成超新星；至于中子星，它们也会合并，引发伽马射线暴，从而产生出元素周期表中已知的最重的几种天然元素。随着恒星的更替，越来越多的大质量天体在为宇宙贡献着各种重元素，因此，每一代新的恒星都会比前一代含有丰度更高的重原子。
在经过足够多代的恒星的积淀之后，恒星形成区中的重元素已经不只能组成新的恒星和气态巨行星，还能组成岩质的行星。岩质行星有着相当复杂的化学成分，能产生许多有机反应，假以足够好的运气，就能孕育出生命现象。
暗能量掌控宇宙
与此同时，物质密度一直在随着宇宙的持续膨胀而下跌，最终，它对宇宙膨胀率施加效果的地位将被暗能量所取代。在这个距离“大爆炸”已有78亿年的时间点上，众多还未被引力绑定的遥远星系和星系团结构都会开始加速解体。由此又过了几十亿年，暗能量的密度已经远高于物质的密度，这样，在最大的尺度上，天体结构的形成过程已被严重遏制，无法再出现新的极大尺度结构了。
太阳系，人类的故事
其间，在“大爆炸”之后92亿年时，银河系的星际气体中诞生了一个不起眼的星团，组成它的那些星际气体中的分子，已经经历了许多代恒星的生与死，其物质成分当中仅有约 2% 是除了氢和氦之外的各种较重元素。但是，对这个新的星团中的绝大多数恒星而言，这一点较重的元素已经足够形成能围绕它们运转的岩质行星了。
这里面有一颗新的恒星就是我们的太阳，在它的行星系统中，有一颗岩质行星的大气成分正巧合适，与太阳的距离也正巧合适，所以其表面上形成了并保有了液态的水。虽然我们尚未确切知道这些液态水出现的时间和过程，但能知道这一让生命得以繁衍的环境条件仅形成于距今大约几亿年前。到了宇宙年龄 138 亿年时，这颗行星上的生命已经演化到了查考和汇集宇宙留下的各种证据，并将其编写成一整部宇宙发展史的地步。
宇宙的未来
由此再往后，宇宙的膨胀率将继续听从暗能量的驱使，让“本星系团”之外的一切天体都加速离开“本星系团”而去。而“本星系团”内部的银河系、仙女座大星系、三角座星系以及其他四十来个矮星系最终将在几十亿年至一百亿年后融为一体，并与其他所有星系更加呈现“天各一方”的态势。那时，微波背景辐射已经红移进了无线电波段，除非使用大到超乎想象的天线，不然完全不可能侦测得到。几千亿年之后，从我们这里能见到的宇宙，将只包括这个融合出来的“银女星系”内部的天体，而它之外的宇宙将真正呈现为一片冷寂的虚空。
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