Lịch sử của vũ trụ là một bí ẩn mà con người đã khám phá từ lâu, đặc biệt là giây phút đầu tiên vũ trụ ra đời. Theo nghiên cứu được công bố năm 2015, sự ra đời của vũ trụ bắt đầu từ 13,8 tỷ năm trước. Các điều kiện vật chất trong thời kỳ này rất quan trọng đối với sự hình thành và tiến hóa sau này của vũ trụ, nhưng điều gì đã xảy ra trong thời điểm ngắn ngủi này? Các nhà khoa học chia quá trình hình thành vũ trụ thành các giai đoạn để tìm hiểu tác động của những sự kiện ban đầu này.
Lịch sử của vũ trụ có thể tạm chia thành 5 giai đoạn chính, bao gồm:
Những giây đầu tiên của vũ trụ, đặc biệt là một phần nghìn tỷ giây, được đặc trưng bởi một thời kỳ mà các định luật vật lý có thể vẫn chưa được áp dụng, sự phát triển của bốn lực tương tác cơ bản và sự giãn nở nhanh chóng của nó. Những dao động nhỏ hình thành vào thời điểm này sẽ trở thành cơ sở cho cấu trúc của vũ trụ trong tương lai. Các hiện tượng vật lý ở thời kỳ này vẫn còn khó kiểm chứng bằng thực nghiệm.
Trong những khoảnh khắc này, sự tồn tại của vật chất và cấu tạo cơ bản của vũ trụ cực kỳ nóng và không ổn định.
Khoảng 380.000 năm sau khi vũ trụ ra đời, nhiều loại hạt hạ nguyên tử lần lượt được hình thành, bao gồm lượng vật chất và phản vật chất gần như bằng nhau, nhưng hầu hết chúng nhanh chóng tiêu diệt lẫn nhau, chỉ để lại một phần nhỏ vật chất. Khoảng 100.000 năm sau, nhiệt độ của vũ trụ giảm xuống mức mà các nguyên tử hydro trung hòa có thể hình thành, lần đầu tiên khiến vũ trụ trở nên trong suốt.
Sau hàng trăm nghìn năm, những nguyên tử hydro trung hòa này gặp nhau ở những vùng khác nhau và kết hợp với nhau tạo thành nền tảng của các thiên hà và các ngôi sao.
Giai đoạn này kéo dài từ 380.000 năm đến khoảng 1 tỷ năm và được gọi là Thời kỳ Tăm tối của Vũ trụ. Mặc dù vũ trụ đã trở nên trong suốt nhưng quá trình hình thành các ngôi sao và thiên hà đầu tiên lại diễn ra vô cùng chậm chạp. Phải đến khoảng 200 triệu đến 500 triệu năm trước, sự hình thành của các thiên hà sơ khai mới bắt đầu ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc của vũ trụ.
Kể từ khoảng 1 tỷ năm trước, cấu trúc của vũ trụ đã dần hình thành, chủ yếu bao gồm các thiên hà và cụm sao quan sát được ngày nay. Khoảng 500 triệu năm trước, đĩa mỏng của Dải Ngân hà bắt đầu hình thành và sau đó là Hệ Mặt trời cũng theo sau. Lúc này, tốc độ giãn nở của vũ trụ thay đổi theo thời gian và cuối cùng bước vào giai đoạn vũ trụ hiện đại bị năng lượng tối thống trị.
Về vũ trụ tương lai, các nhà khoa học vẫn còn nhiều thắc mắc. Các dự đoán đến từ nhiều tình huống có thể xảy ra, dựa trên sự hiểu biết hiện tại về vũ trụ và những tiến bộ gần đây trong vật lý.
Sự giãn nở hiện nay của vũ trụ đã bước vào giai đoạn tăng tốc, vận mệnh tương lai của nó sẽ ra sao?
Trong giây phút ngắn ngủi này, các lực cơ bản và cấu trúc vật chất của vũ trụ đã phát triển theo thời gian thành vũ trụ rộng lớn mà chúng ta biết ngày nay. Vẫn còn vô số câu hỏi cần được giải đáp về việc tất cả những điều này đã diễn ra như thế nào, bao gồm: Những bí ẩn nào của vũ trụ vẫn chưa được tiết lộ?