چرا عالم ما به صورتی است که می‌بینیم؟ و سرانجام چه بر سر آن خواهد آمد؟
این دو پرسش، سؤالات بنیادینی هستند که مدت‌های مدیدی است توجه بشر را به خود جلب کرده‌اند. در مدت بیش از 70 سالی که از کشف انبساط عالم می‌گذرد، گام‌های قابل ملاحظه‌ای در درک چگونگی آغاز عالم و اینکه چگونه می‌بایست تکامل یافته باشد تا به صورت امروزی خود در آید برداشته شده‌است. ما این را می‌دانیم که کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی از افت‌و‌خیز‌های کوچکی در عالم اولیه شکل گرفتند. ما می‌توانیم این افت‌و‌خیزها را با نقشه‌برداری از تابش زمینه کیهانی ‌اندازه بگیریم و آنها را به ساختارهایی که امروزه مشاهده می‌کنیم ربط دهیم. اما، مسائل چالش برانگیز بسیاری باقی مانده‌است مانند اینکه:

سن عالم چه قدر است؟ یا، عالم با چه سرعتی انبساط می‌یابد؟

در دهه 1920، ادوین هابل با استفاده از تلسکوپ 100 اینچی (2.5 متری) رصدخانه مونت ویلسون در کالیفرنیا به شناسایی ستارگان متغیر در سحابی‌ها پرداخت. او کشف کرد که ستارگانی که مشاهده می‌کند، همان تغییرات روشنایی‌ای را به صورت مشخصه خود دارند که گونه‌ای از ستارگان به نام متغیر‌های قیفاووسی از خود نشان می‌دهند. پیش از آن، اخترشناسی به نام هنریتا لیویت نشان داده بود که رابطه دقیقی میان تغییرات تناوبی روشنایی در یک متغیر قیفاووسی و درخشندگی آن وجود دارد. هابل توانست با استفاده از این رابطه نشان دهد که سحابی‌های شامل ستارگان متغیری که وی مشاهده می‌کند، در محدوده کهکشان ما قرار ندارند، بلکه کهکشان‌هایی خارجی هستند که بسیار فراتر از کهکشان راه شیری ما واقع‌اند.
هابل فاصله این کهکشان‌ها و سرعت حرکتشان را نسبت به زمین تعیین کرد، و از این طریق کشف فوق العاده‌ای انجام داد: هرچه کهکشانها از ما دورتر باشند، با سرعت بیشتری در حال دور شدن از ما هستند. به بیان دیگر، عالم در حال انبساط است!


شکل عالم چگونه است؟

چگالی عالم، هندسه یا شکل آن را تعیین می‌کند. اگر چگالی عالم از مقداری به نام "چگالی بحرانی" بیشتر باشد، شکل عالم مثل سطح کره‌ای عظیم، خمیده خواهد بود. اگر چگالی عالم کمتر از‌این چگالی بحرانی باشد، شکل فضا مثل یک زین اسب، خمیده خواهد بود. اگر چگالی عالم دقیقا برابر با چگالی بحرانی باشد، شکل عالم مثل یک صفحه کاغذ تخت خواهد بود.
اخترشناسان هنوز در تلاش‌اند که به طور دقیق شکل عالم را تعیین کنند. نظریه‌ای که بیش از همه مورد قبول است پیش بینی می‌کند که چگالی عالم بسیار به چگالی بحرانی نزدیک است و بنابراین شکل عالم باید تخت باشد، مثل یک صفحه کاغذ.


سرانجام عالم چیست؟

کیهانشناسان دو حالت ممکن برای سرنوشت عالم پیش بینی می‌کنند: رمبش بزرگ و نوعی یخبندان بزرگ. کشمکش بین تکانه رو به بیرون انبساط و کشش رو به داخل گرانش نحوه تکامل کیهان را تعیین می‌کند. شدت گرانش بستگی به چگالی عالم دارد. اگر چگالی عالم کمتر از چگالی بحرانی باشد، عالم تا ابد انبساط خواهد یافت. اگر چگالی عالم بیشتر از چگالی بحرانی باشد، عاقبت گرانش پیروز خواهد شد و عالم دوباره بر روی خودش فروخواهد ریخت.