Təxminən dörd min il əvvəl babillilər Ayın, ulduzların, planetlərin və Günəşin göydə görünən hərəkətlərini yüksək dəqiqliklə əvvəlcədən proqnozlaşdıra bilən təcrübəli astronomlar idilər. Onlar hətta Günəş və Ay tutulmalarını hesablaya bilirdilər. Lakin bu müşahidələri nəzəri model şəklində şərh edən ilk sivilizasiya qədim yunanlar oldu.
Eramızın IV əsrində belə bir fikir formalaşdı ki, ulduzlar hər 24 saatda Yer ətrafında fırlanan nəhəng bir göy sferasında yerləşir, planetlər, Günəş və Ay isə Yer ilə ulduzlar arasında yerləşən efir adlanan mühitdə hərəkət edirlər. Bu model sonrakı əsrlərdə inkişaf etdirilərək II əsrdə Klaudi Ptolemeyin yaratdığı möhtəşəm geosentrik sistemlə zirvəyə çatdı.
Ptolemeyə görə səmavi hərəkətlər mükəmməl olmalı idi və mükəmməllik yalnız dairəvi hərəkətlə ifadə edilə bilərdi. Buna görə də ulduzlar və planetlər dairələr üzrə hərəkət edən səmavi cisimlər kimi təsvir olunurdu. Lakin planetlərin bəzən geriyə doğru hərəkət edirmiş kimi görünən mürəkkəb trayektoriyasını izah etmək üçün epitsikl adlanan əlavə dairəvi hərəkətlər tətbiq edilməli oldu. Beləliklə, planetlər sabit Yer ətrafında mürəkkəb dairəvi yollarla hərəkət edirmiş kimi modelləşdirildi.
Modelin mürəkkəbliyinə baxmayaraq, Ptolemey sistemi planetlərin görünən hərəkətini son dərəcə dəqiq izah edirdi. Elə buna görə də XVI əsrdə Kopernik heliosentrik sistemi irəli sürdükdə, onun modeli müşahidə baxımından Ptolemey sistemindən daha üstün görünmədi. Kopernik Yerin öz oxu ətrafında fırlandığını və digər planetlərlə birlikdə Günəş ətrafında dairəvi orbitlə hərəkət etdiyini irəli sürdü. Lakin dövrün mövcud müşahidə dəlilləri hələ də geosentrik modeli dəstəkləyirdi.
Kopernik nəzəriyyəsinin qəbul edilməməsinin digər praktik səbəbləri də vardı. XVI əsrin ən böyük astronomlarından biri olan Tycho Brahe başa düşürdü ki, əgər Yer Günəş ətrafında hərəkət edirsə, ulduzların nisbi mövqeləri Yer orbitinin müxtəlif nöqtələrindən fərqli görünməlidir. Bu hadisə paralaks adlanır. Lakin o dövrdə ulduz paralaksına dair heç bir müşahidə dəlili mövcud deyildi. Bu isə iki ehtimal yaradırdı: ya Yer həqiqətən hərəkətsiz idi, ya da ulduzlar inanılmaz dərəcədə uzaqda yerləşirdi.
Yalnız XVII əsrin əvvəllərində teleskopun ixtirası ilə bu məsələyə aydınlıq gəldi. Galileo Galiley teleskop vasitəsilə Yupiter planetinin ətrafında fırlanan ayları kəşf etdi. Bu kəşf Yer mərkəzli kainat anlayışına ciddi zərbə vurdu. Əgər Aylar Yupiter ətrafında dövr edə bilirdisə, niyə planetlər Günəş ətrafında dövr etməsin?
Eyni dövrdə Tycho Brahenin köməkçisi Yohannes Kepler heliosentrik modelin əsas açarını tapdı. O göstərdi ki, planetlər Günəş ətrafında mükəmməl dairələr üzrə deyil, ellipslər üzrə hərəkət edirlər. Daha sonra İsaak Nyuton bu hərəkətin özünün tərs kvadrat cazibə qanunu ilə izah oluna biləcəyini sübut etdi.
Ulduz paralaksının uzun müddət müşahidə olunmaması, ulduzların Günəşdən son dərəcə uzaqda yerləşdiyini göstərirdi. Kainat ulduzların sonsuz bir dənizi kimi görünməyə başladı. Galileo teleskopunun köməyi ilə çılpaq gözlə görünməyən minlərlə ulduzu aşkar etdi. Nyuton isə kainatın sonsuz və əbədi bir ulduz sistemi olduğunu, bu ulduzların hər birinin Günəşə bənzədiyini irəli sürdü.
XIX əsrdə astronom və riyaziyyatçı Fridrix Bessel nəhayət ulduzlara olan məsafəni paralaks metodu ilə ölçməyi bacardı. Ən yaxın ulduzun Günəşdən təxminən 25 trilyon mil uzaqlıqda olduğu məlum oldu (müqayisə üçün Günəş Yerə cəmi 93 milyon mil məsafədədir).
Gecə səmasında gördüyümüz ulduzların əksəriyyəti Samanyolu adlanan parlaq ulduz zolağında yerləşir. İmmanuel Kant və digər alimlər Samanyolunun əslində bir “ada kainatı”, yəni qalaktika olduğunu və onun xaricində də başqa qalaktikaların mövcud olmalı olduğunu irəli sürdülər.
Astronomlar eyni zamanda gecə səmasında “dumanlıq” adlandırılan qeyri-müəyyən işıqlı obyektləri müşahidə edirdilər. Bəziləri bunların uzaq qalaktikalar ola biləcəyini düşünürdü. Bu fikir yalnız 1920-ci illərdə amerikalı astronom Edvin Hubble tərəfindən təsdiqləndi. O sübut etdi ki, bu dumanlıqların bir qismi Samanyoluna bənzər müstəqil qalaktikalardır.
Hubble daha da heyrətamiz bir kəşf etdi: qalaktikalar bizdən uzaqlaşır və bu uzaqlaşma sürəti onların məsafəsi ilə düz mütənasibdir. Bu müşahidə Eynşteynin Ümumi Nisbilik nəzəriyyəsi çərçivəsində təbii izah tapdı — Kainat genişlənir.
Əslində Eynşteyn 1915-ci ildə nəzəriyyəsini irəli sürərkən kainatın genişlənə biləcəyini hesablaya bilərdi. Lakin o, cazibə qüvvəsini tarazlamaq üçün tənliklərinə kosmoloji sabit adlı əlavə termin daxil etmişdi. Kainatın həqiqətən genişləndiyi kəşf edildikdən sonra Eynşteyn bu əlavəni “həyatımın ən böyük səhvi” adlandırdı.
1917-ci ildə rus riyaziyyatçısı və meteoroloqu Aleksandr Fridman Eynşteyn tənliklərinin genişlənən kainatı təsvir edə bildiyini göstərdi. Bu model kainatın təxminən on milyard il əvvəl yaranmasını və qalaktikaların hələ də bir-birindən uzaqlaşmasını nəzərdə tuturdu. İngilis astronomu Fred Hoyle bu modeli istehzalı şəkildə “Big Bang” adlandırdı və termin elmi ədəbiyyatda qalıcı oldu.
Big Bang modelinə alternativ olaraq Bondi, Gold və Hoyle tərəfindən Davamlı Dövlət nəzəriyyəsi irəli sürüldü. Bu nəzəriyyəyə görə kainat genişlənsə də zamanla dəyişməz qalmalı idi və bu məqsədlə fasiləsiz maddə yaranmalı idi.
Bu mübahisə 1965-ci ildə Arno Penzias və Robert Wilson tərəfindən kosmik mikrodalğalı fon radiasiyasının kəşfi ilə sona çatdı. Bu radiasiya Big Bang-in ilkin mərhələlərinin zəifləyən istilik izləri kimi şərh edildi və Davamlı Dövlət modelinə həlledici zərbə vurdu.
Sonrakı onilliklərdə aparılan hesablamalar göstərdi ki, Big Bang zamanı yaranan hidrogen və heliumun nisbi bolluğu müşahidələrlə yüksək uyğunluq təşkil edir. Digər yüngül elementlərin paylanması da nəzəri proqnozları təsdiqlədi.
1970-ci illərdən etibarən kosmologiyada Hot Big Bang modeli geniş şəkildə qəbul edildi. Bu gün alimlər artıq daha dərinə gedərək qalaktikaların necə yarandığını, kainatın hansı maddələrdən ibarət olduğunu, qaranlıq maddə və qara dəliklərin rolunu, kainatın həndəsi quruluşunu və kosmoloji sabitin həqiqi mahiyyətini araşdırırlar.
Kosmik mikrodalğalı fon radiasiyası bu tədqiqatlarda əsas rol oynayır. 1992-ci ildə NASA-nın COBE peyki bu fon radiasiyasında ilk temperatur anizotropiyalarını aşkar etdi. Bu çox kiçik dalğalanmalar sonradan qalaktikaların formalaşmasına səbəb olan ilkin toxumlar kimi şərh olundu.
1980-ci illərdən etibarən erkən kainatın fizikasına maraq sürətlə artdı. Hubble Kosmik Teleskopu və digər müasir peyk missiyaları kainata dair getdikcə daha dəqiq təsvirlər təqdim edir və kosmologiyanı müasir fizikanın ən dinamik sahələrindən birinə çevirir.