宇宙的邊界在哪裏
宇宙是膨脹的
宇宙究竟是開放的還是閉合的？空間有無邊界？時間有無始終？人們想知道這些問題的答案。
1912年，美國天文學家斯萊弗在亞利桑那州的洛厄爾天文台發現，許多星係發射的光已變紅，有多普勒位移，好像它們是在遠離地球。1925年，哈勃和他的得力助手米爾頓·赫馬森觀測宇宙時很快就發現“紅移”不僅是某些星係具有的特征，而是本星係以外的一切星係都具有的特性。他們還發現，越朝遠處看，星係的光譜線越移向光譜的紅色一端。因此，他們得出這樣的結論：一個星係離銀河係越遠，其飛離的速度越快。
此後第四年，哈勃宣布：整個可見的宇宙是不穩定的，四麵八方一律在膨脹。
宇宙的三種模型
基於“宇宙是膨脹的”這個由觀測事實得到的論點，人們建立了宇宙的三種不同模型。
第一種是穩定態模型。認為宇宙一直在以不變的速率膨脹，新的物質不斷產生，某一空間總是有同量的物質。
第二種是大爆炸模型。認為宇宙起源於一次大爆炸，以後各星係會無限膨脹，宇宙的全部元素供應都在爆炸的頭半個小時內產生齊備，再不會有新的物質產生。
第三種是脈動模型。認為宇宙的所有物質都從一團原先壓緊的物質飛離，速度逐漸緩慢下來，最終停止不動，而後開始在各部的引力互相影響下發生收縮，物質凝聚到最後再度發生爆炸。在這些過程中，物質既沒有產生，也沒有毀滅，隻是重新編排、互換位置。
三種宇宙模型共存讓人們激辯了許多年，到了20世紀50年代後期，大爆炸模型漸趨上風，至1965年更有觀測證據有力地支持大爆炸模型，從此大爆炸模型被人們廣泛地接受了。
大爆炸模型的延續
大爆炸模型認為，最初的宇宙是連10厘米至25厘米也未充滿的超高溫、高密度的“一點”。大約180億年前，這“一點”突然爆炸了，僅用10秒至36秒，伴隨著真空相轉移的過冷卻現象，“一點”做了瞬間幾十個數量級的膨脹。其後宇宙繼續膨脹，溫度從幾十億攝氏度開始下降，大約在5500萬攝氏度時，由降溫過程的能量，生成中子、質子它們又合為原子核，這些過程僅有3分鍾。約30萬年後，當宇宙的溫度下降至3000攝氏度時，自由電子被原子核捕捉形成原子。在隨後的大約3000萬年中，那些原子繼續外衝，宇宙也繼續冷卻，到宇宙溫度降至絕對零度167攝氏度之上時，原子開始化合形成稀薄氣體。
此後，因密度波動、引力作用、部分收縮向新的天體進化。再經過100多億年，顯示出多種多樣的物質形態，成了今天的宇宙。當然，大爆炸理論認為今天的宇宙仍在繼續膨脹。
大爆炸理論告訴了人們宇宙是怎樣誕生的，但並未說明宇宙將怎樣死亡或是否會死亡。對這個問題，人類現在還未得到確切的答案。
宇宙無邊但有限
人們認為，宇宙的未來取決於宇宙的幾何模型，即宇宙是開放的還是閉合的？
回答這個問題，要以愛因斯坦的狹義相對論——時空理論，和廣義相對論——引力理論為基礎。狹義相對論發現了高速運動能使時間、長度和質量發生奇怪的畸變；廣義相對論指出空間是彎曲的。運用愛因斯坦的理論，可以找出一種能夠確定宇宙彎曲與否的觀測方法。