Astronomii au calculat că universul s-a format cu 13,73 miliarde de ani în urmă (plus/minus 120 milioane de ani), in urma unei explozii de proporții numită Big Bang. Astronomii caută să descopere structura, comportamentul și evolutia materiei și energiei existente. Universul este infinit în spatiu și se presupune că are un final în timp.
Astronomii cred că în prima fracțiune de secundă de după explozie, universul s-a extins în proporții de milioane de ori mai mari decât starea inițială, iar în următoarea fracțiune de secundă extinderea a devenit mai înceată, acesta răcindu-se și lăsând loc particulelor de materie să se formeze. Când universul a ajuns la prima sa secundă de existenta, se presupune că atunci s-au format protonii, iar in următoarele 1.000 de secunde a urmat era nucleosintezei, era în care s-au format nucleii de deuteriu și care este prezent in universul de acum. Tot in aceste 1.000 de secunde s-au format si unii nuclei de litiu, beriliu si heliu.
Când universul a ajuns la vârsta de un milion de ani a ajuns sa se răcească până la temperaturi de 3300 °C în medie în care protonii și nucleii mai grei s-au format în urma nucleosintezei, putând apoi să se combine cu electronii formând atomii. Înainte ca electronii să se combine cu nucleii, circulația radiațiilor prin spațiu era dificilă, radiațiile în forma fotonilor nu puteau traversa spațiul fără a intra în coliziune cu electronii, dar odată cu combinarea protonilor cu electronii care au format hidrogenul, traversarea fotonilor a fost ușurată. Radiațiile în forma fotonilor au caracteristicile gazului. Din momentul în care radiatiile au fost eliberate,totul s-a răcit pana la -270 °C, numindu-se radiatie cosmica de fond.Aceste radiații au fost detectate prima dată de către radiotelescoape și apoi de către sonda spațială Cobe.
Între anul 2 milioane și anul 4 milioane după Big Bang s-au format quasarii, galaxii extrem de energetice. O populație de stele s-a format din gazul și praful interstelar, apoi s-au contractat în a forma galaxiile. Această primă populație se numește Populația I și a fost formată aproape în întregime din hidrogen și heliu. Stelele formate au evoluat creând la rândul lor alte elemente mai grele care au dus la fuziuni nucleare explodând și formând supernovele.
Mai târziu s-a format Populația II, din care face parte și soarele nostru, și conține elemente grele formate în istorie. Soarele nostru s-a format acum 5 miliarde de ani și se află la jumătatea vieții sale. Se presupune că viața soarelui nostru este de aproximativ 11 miliarde de ani.
Acum 4,6 miliarde de ani s-a format sistemul solar. Cea mai veche fosila a unui organism viu datează de acum peste 3,5 miliarde de ani.
