颇具矛盾意味的是,大爆炸时产生的原始光线的解放,同时也宣告了宇宙黑暗时代的到来——一个新的光线不再产生的时代。由于在黑暗时代中没有新光源(那时恒星还没形成),因此我们在数百万年间失去了宇宙的图像和信息。在黑暗中,引力继续施加着它不可阻挡的影响。随着每个小块儿的引力将越来越多的物质汇聚在它身边,物质分布中的这些不均匀区域也变得越来越大。

黑暗时代随着第一批恒星的出现而结束。我们并不知道第一颗恒星诞生的准确时刻,仅粗略知道大约是在大爆炸之后的几百万年间。氢气云在它们自身的重压下坍塌,导致气体中心的温度和压力增加,进而引发了点亮恒星和宇宙的热核反应。大型恒星的产生过程非常迅速和猛烈,而它们的终结过程更是如此。在短暂地存活了一会儿之后,它们就会发生爆炸,并释放出大量的能量和粒子。伴随着这一过程产生的还有重元素,其中包括我们赖以生存的铁元素。

在接下来的130亿年间,由恒星组成的小型星系开始形成,并在合并和吞噬的过程中慢慢变大,随后和其他数以百计甚至数以千计的星系组合在一起形成星系团。当这些星系中的新生恒星不断燃烧时,在它们形成过程中所遗留下的盘状残骸(debris disk)则有可能合并成为行星,包括大型气体行星、小型冰行星和富含矿物质的岩石行星。作为我们所属的恒星,太阳大约于50亿年前首次放出光芒,地球和太阳系中的其他成员,则由环绕太阳的盘状气体和尘埃形成。

时至今日,我们的宇宙已经经过了约137亿年的演化,它包含超过1 000亿个星系,每个星系中又包含数百亿颗恒星。宇宙间的温度几乎降低为零。作为一个宇宙温度计,微波背景辐射最初能达到3 000摄氏度以上,而现在仅有绝对零度之上2.73度(低于-270℃),并且还将变得更冷。这部宇宙发展演化的历史,已经得到了来自三方面的关键证据的支持。在这里,我们简要列出观测的结果,而对这些证据的深入分析将留到后面的章节。