人類很早就開始思考宇宙，但一直以來人們都把地球當成是宇宙的中心。然而天文學家的職責是要講述另一回事。事實上，地球在宇宙中的地位要比人們想象的還要低下得多：它隻不過是一顆行星，隻是圍繞著一顆稱為“太陽”的普通恒星運行的九大行星之中的一顆。連同其它已被認識的行星係統，太陽帶著它的行星家族與其它兩千多億顆恒星一同位於一個被稱為星係或恒星係的恒星集團中，我們稱這個星係為銀河係。銀河係又連帶附近的約三十個星係一起構成一個星係團，稱為“本星係（群）”。本星係附近還有幾十個類似的星係集團，這些星係團的中心又有一個由兩千五百多個星係聚集在一起組成的巨大星係集團-室女星係團。上述所有這些星係團又進一步組成了一個更為巨大的星係係統-本超星係團。而在可觀測的宇宙中，有數百個這樣的超星係團。這數百個超星係團構成了總星係。
當理論物理學家愛因斯坦一九一五年在創新立他的廣義相對論的時候，就已經認識到，他的學說將會導致一個震撼人心的預言：宇宙在膨脹。在那時，大多數天文學家都認為宇宙一直是那樣的，它不會隨時間改變的。
一個膨脹著的宇宙意味著一件事：宇宙必然有一個開端。那就勢必會引出一個問題：在宇宙開端之前有物質存在嗎？在廣義相對論提出之前兩年，美國天文學家斯萊弗就已經通過測量幾個旋渦星係（那時候還叫“星雲”）的紅移得出了一個結論，即這些星係都在退行。一九二四年，美國天文學家哈勃觀測了仙女座大星係和其他一些旋渦星係，並測定了它們的紅移。結果發現，這些四麵八方的星係都在遠離我們而去，星係離得越遠，退行的速度就越快。星係距離與退行速度之間的關係就是“哈勃定律”。由此定律得出的星係退行率就是“哈勃常數”，即宇宙膨脹的速率。人們根據新獲得的觀測結果不斷地修正著哈勃常數。
事實上，沒有理由可以讓我們認為銀河係是宇宙中的一個靜止不動的星係。因為無論觀測者處在哪一個星係中觀測，都會得出相同的結論-其它所有的星係都在遠離而去。根據愛因斯坦的理論，膨脹宇宙中的星係本身並不運動，而是星係間的空間在膨脹。如果的確是這樣的話，那麼在過去的某個時刻，宇宙就應該是一個處於極端高密狀態的點。據此還可以推算出宇宙的年齡。根據目前的估計，宇宙的年齡約為一百二十億至一百五十億年間。
引力對宇宙的未來有深遠的影響。如果宇宙中沒有足夠多的物質，它將從逐漸增長的速度永遠膨脹下去，這樣的宇宙被稱為“開放宇宙”；如果質量過大，引力最終將阻止其膨脹，使宇宙又收縮而形成一次大“坍縮”，這就是“閉合宇宙”。如果質量大小正好合適，宇宙也將永遠繼續膨脹下去，但速度要慢一些。這種情況下，宇宙是平坦的，處於開放和閉合之間的平衡狀態。