در حال حاظر 3 نظریه برای توصیف پیداش و تحول عالم وجود دارد که این 3 نظریه عبارتند از:
- نظریه مهبانگ (یا همان تئوری بیگ بنگ یا انفجار بزرگ)
- نظریه جهان نوسان کننده
- نظریه حالت پایدار
1 تئوری بیگ بنگ:
بنا بر این نظریه روزی وروزگاری آتشگویی وسیع از گاز های بی نهایت سوزان و چگال، که بیشتر متشکل از ئیدروژن با اندکی هلیوم بود، وجود داشت و در حدود 10 تا 15 بیلیون سال پیش این آتشگوی منفجر شد و انبساط آن به شهادت انتقال به سرخ هنوز ادامه دارد.
با گذشت زمان تراکم ماده در بسیاری از نقاط این توده منبسط شونده گاز پدید آمد. این تراکم ها، با جذب ماده از محیط اطراف رشد کردند و به این ترتیب عالم به توده های عظیمی از گاز، که هر یک مرفت تا کهکشانی شود، تقسیم شد. این توده ها همچنان در انبساط بی وقفه جهان شرکت دارند.
سرانجام، هر یک از این توده های عظیم گاز باره دیگر تکه پاره شدند و ستاره ها را پدید آوردند. ستارگان نسل اول از دو گاز، که در آن زمان در جهان وجود داشت، یعنی ئیدروژن و هلیوم تشکیل می شدند.
با گذشت زمان عناصر دیگر در هسته های ستاره های پر جرم (دمای هسته ستاره های پرجرم فوق العاده زیاد است و این ستاره ها خیلی به سرعت تحول می یابند) به وجود آمدند سپس این عناصر جدید با انفجارهای ستاره ای به گاز میان_ستاره ای راه یافتند تا به عنوان ماده خام در تکوین ستارگان بعدی به کار روند.
2 نظریه عالم نوسان کننده:
مطابق این نظریه، انبساطی که با مهابنگ آغاز شد، بر اثر نیروی گرانشی سرانجام متوقف خواهد شد.آنگاه انقباض شروع خواهد شد ومجددا همه ماده عالم را به آتشگوی اولیه باز خواهد گرداند. سپس مهابنگ دوم روی خواهد داد و روند تحول بار دیگر آغاز خواهد شد.
3 نظریه حالت پایدار:
تصویری را که طرفداران این نظریه رسم می کنند به این شکل است:
- عالم آغاز و انجام ندارد.
- عالم همیشه به همان صورتی بوده وخواهد بود که اکنون به چشم هر ناظر می آید.
- با دور شدن کهکشان ها از هم و پیر شدن انها، کهکشان های جدید در فضای تهی به جا مانده، تکوین می یابند.
- گاز ها، غبار وانرژی که مطابق فرمول اینشتین نوعی جرم است که ستارگان در پیری از خود دفع می کنند، مواد خامی است که ستارگان جدید از آن به وجود می آیند.
در حال حاظر نظریه مهابنگ سوزان بیش از همه مورد قبول اختر شناسان است. قراینی که این نظریه را تایید می کند متعدد است که مهمترین آنها انبساط عالم، تابش زمینه میکروموجی کیهانی و فراوانی عناصر سبک است.
انبساط عالم، نخستین بار از رصدهای گسترده ادوین هابل به دست آمد.
اگر عقربه زمان را به عقب برگردانیم، انبساط به انقباض تبدیل می شود آنگاه میتوان تا حالت فشرده آغازین پیش رفت.
زمینه میکرو موجی کیهانی، در سال 1964 توسط آرنو پنزیاس و رابرت ویلسون کشف شد.
بنابر نظریه مهابنگ سوزان، عالم در ابتدا آتشگوی چگال و سوزانی بود، ولی با انبساط عالم سرد و رقیق شده است. تابش میکروموجی کیهانی، سنگواره به جا مانده از ایام آغازین عالم است.
این تابش، تابشی است ضعیف و همسانگرد (یعنی شدت آن در همه جهات یکی است) که طیف آن، طیف جسم سیاهی است. نظریه بیگ بنگ وجود تابشی با این مشخصات را پیش بینی می کند.
بنابر تئوری بیگ بنگ عناصر سبک دو تریوم، هلیوم، لیتیوم در نخستین دقایق عالم آغازین تکوین یافتند.
همچنان این نظریه فراوانی نسبی این عناصر را پیش بینی می کند. مثلا فراوانی هلیوم نمیتواند بیش تر از 25 درصد باشد.
مطالعات طیفی و بررسی های اختر فیزیکی نیز به مقداری در همین حدود می انجامد.
لازم به ذکر است نظریه در علم، بالاترین میزان اعتبار را دارد. برخی به اشتباه فکر میکنند نظریه یعنی چیزی که اثبات نشده و بنابراین نظریه مهبانگ یا تکامل اعتبار لازم را ندارند و اثبات نشده اند. درصورتی که گرانش (جاذبه) هم یک نظریه است و کاملا مورد قبول همه دانشمندان است، اما با این حال هنوز یک نظریه است.
به این خاطر که فقط در دنیای ریاضیات اثبات وجود دارد و در جهان علم مثل فیزیک و اخترفیزیک نظریه بالاترین اعتبار را دارد.