爱因斯坦—德西特宇宙
1917年，爱因斯坦根据广义相对论，导出了一个体积有限但没有边界的“爱因斯坦宇宙”。这是一个有物质无运动的静态宇宙。同年，荷兰人德西特提出了一个有运动无物质的空虚宇宙模型，它不断膨胀着，被称为“德西特宇宙”。两个模型结合在一起，被称为“爱因斯坦—德西特”宇宙模型。很久以后，著名天文学家爱丁顿这样来概括最早的两个相对论宇宙模型的区别：爱因斯坦的宇宙有物质却没有运动，德西特的宇宙有运动却没有物质。单从爱丁顿这句话，我们就能看出“爱因斯坦—德西特”宇宙模型有很大的局限性，因为它和真实的宇宙有很明显的差别。
弗里德曼和勒梅特的宇宙
1922年，前苏联人弗里德曼根据爱因斯坦的广义相对论方程推论出，空间的几何特性如果是平直的，就得到一个不断膨胀的宇宙；如果是凸面的，就得到一个膨胀和收缩轮换的封闭宇宙；如果是凹面的，就得到一个膨胀着的敞开宇宙。1927年，比利时人勒梅特研究了“弗里德曼宇宙”，提出了大尺度空间随时间膨胀的概念，建立了“勒梅特膨胀宇宙”模型。1929年哈勃提出哈勃关系式后，英国人爱丁顿最先把它与宇宙膨胀说联系起来，认为宇宙膨胀说得到了天文观测的证实。
弗里德曼和勒梅特都认为宇宙在膨胀着，而膨胀总是从物质密度无穷大开始的。1932年，勒梅特在他的模型的基础上，提出了一个宇宙演化学说，认为整个宇宙的物质最初集中在一个超原子宇宙蛋里，后来发生了猛烈爆炸，碎片向四面八方散开，形成了今天的宇宙。但他当时还没有足够的核物理学知识，来描述爆炸后宇宙演化的具体过程和细节。另外，勒梅特当时还低估了宇宙的年龄。
弗里德曼的研究兴趣原先集中于地球科学，即地磁学、流体力学和气象学。但作为一个有才干的数学家，他又喜爱上了爱因斯坦的工作，并于1922年发表了他得到的广义相对论宇宙学方程的解。这个解的两个关键特征对现代宇宙学十分重要。第一，弗里德曼从一开始就意识到，方程有一族解，并不是如爱因斯坦所希望的那样只有惟一解，而是有一组不同的解，其中每一个解都描述一个不同类型的宇宙。第二，弗里德曼把膨胀作为一个应有部分，包含到了自己的模型中。这在某种程度上是重现了克利福德在19世纪80年代的思想，即空间可能是均匀地弯曲的，就像肥皂泡的球形表面，但是曲率可以随时间改变，也许是随着“泡”的膨胀而减小。弗里德曼的模型包括好几个变种，有的是泡会永远膨胀下去；另一些是引力会战胜膨胀，泡膨胀到一个有限尺度后又收缩回来；还有的变种带有宇宙常数，其另一种选择，也是今天的优先选择，就是把宇宙常数设为零。但在所有这些模型中至少都有一个时期，其间整个宇宙是以这样一种方式膨胀，即退行速度与距离成正比。
弗里德曼的工作发表在一家知名的、被广泛阅读的刊物，却不知何故没人理睬。爱因斯坦是在弗里德曼的一位同事访问柏林时知道这项工作的，他还在一封给弗里德曼的短笺里肯定了该工作的正确性，但即使是爱因斯坦也没有意识到该工作与真实宇宙的关联。20世纪20年代时数学家几乎不怎么接触天文学家，天文学家也根本不注意数学上的新进展，欧洲和美洲的科学界也远比今天分离。所以欧洲的新数学成果就不能很快地与正在美国进行的新天文观测结合起来。是否还有理论家们对这位更以气象学工作知名的俄国数学家抱有偏见的因素呢不管受冷落的原因究竟是什么，弗里德曼于1925年黯然辞世了。
于是就只得留待下一个人再用与弗里德曼同样的方式解出爱因斯坦方程(是相当独立地，并不知道弗里德曼的工作)以实现认识上的突破，把这些解接受为宇宙学家探索宇宙性质的有效工具。那个人就是勒梅特，一位比利时宇宙学家。他的有关论文原先是于1927年发表在一家不知名的比利时刊物上，因而没有受到什么注意。但紧随红移—距离关系发布之后，那位无处不在的爱丁顿得知了勒梅特的论文，并安排翻译成英文于1931年刊登在《皇家天文学会月刊》上。如果有任何人当得起“大爆炸之父”的称号，那就是勒梅特。这称号在许多年里成了一个令人敬畏的双关语，因为勒梅特不仅是一个宇宙学家和数学家，还是一名神父。
勒梅特生于1894年，原先学的是土木工程，第一次世界大战时在比利时炮兵部队当军官，战后到鲁汶大学学习，1920年毕业后进了神学院，1923年被委任为罗马天主教神父。勒梅特清楚地知道当时进行的星系红移观测的一些情况，这也与弗里德曼不同。在1927年的论文里，他认识到星系可以作为量度宇宙膨胀的“检验粒子”，并且在没有什么参考资料的情况下给出了红移—距离关系中比例常数的值(即后来所称的哈勃常数)。他给的值与稍后哈勃发表的值竟如此接近，以致一位当代宇宙学家认为“这两者之间必定有某种联系”。勒梅特把观测和广义相对论两方面贯通了。既然星系现在相隔很远并且在继续远离，那就必定在过去离得较近。如果向过去回顾到足够早的时候，星系之间就会没有空间。在更早的时候就会是恒星之间也没有空间，再早就会是原子之间，甚至原子核之间都没有空间。这就是勒梅特的大胆想像所能溯及的极限了。他设想，现在宇宙中的全部物质都曾集中在一个大约只有太阳30倍大的球里，并把这个球称作“原初原子”。这个原子后来向外爆炸，炸出的碎片就成为我们知道的原子、恒星和星系，而星系的相互分离就是由于宇宙的膨胀。
盖莫夫的大爆炸理论
1948年，盖莫夫完善了勒梅特的理论，提出了系统的大爆炸宇宙学说，大爆炸学说提出后，经过一些天文学家的逐步完善，把宇宙生存的时间追溯到约200亿年前。据说，宇宙蛋爆炸前没有时间存在，爆炸后经历了普朗克时代、大统一时代、强子时代、轻子时代、核合成时代、物质时代、复合时代等，然后宇宙开始透明，逐渐形成星系和星系团、恒星和恒星系。在太阳系形成之后，它中间的一颗行星地球，变成了生命的摇篮……
大爆炸宇宙论预言，宇宙爆炸后必定还存在着背景辐射。1964年，美国贝尔电话公司的彭齐亚斯和威尔逊发现了相当于3.5K度物体的辐射：各向同性，没有季节变化，被认为只能是一种宇宙背景辐射。这一发现被认为是宇宙大爆炸后的残余背景辐射，后来成了支持大爆炸宇宙论的证据之一。