La nucleocosmocronología, que nos da una medida de la abundancia de núcleos radiactivos, en orden a determinar la escala de tiempos para la nucleosíntesis de estos núcleos, junto a estimaciones de las edades de los racimos (enjambres) globulares, puede combinarse con un valor estimado del inverso de la "constante de Hubble" (conocida como "Tiempo Hubble") para calcular la edad del Universo, y el valor que se ha aceptado es 14+-3 aeones (1 aeon o gigaaño son 1.000 millones de años). La aceptación de que el Universo tiene una edad definida y las observaciones directas de que también se está expandiendo, llevan a la hipótesis de que inicialmente fuera una fuente puntual o "singularidad". Los desarrollos iniciales de la teoría de la expansión del Universo a partir de un Big Bang fueron llevadas a cabo por Alexander Friedmann y Abbé Georges Lemaîtré, pero el así llamado "Modelo Estandar" no podía explicar ni la actual uniformidad del Universo a gran escala ni la no uniformidad a pequeña escala, es decir, la aglomeración de materia en las galaxias. Estos problemas fueron ampliamente superados con la introducción del modelo del "Universo inflacionario", presentado por Alan Guth en 1979, y sus subsiguientes revisiones, que sugería que todas las partes del Universo estaban en contacto unas con otras durante un período crítico inicial, pero cuando el Universo alcanzó una edad entre 10-35 segundos y 10-32 segundos sufrió una transición que lo condujo a un aumento de 1050 veces, hasta alcanzar el tamaño actual. El concepto de que toda la masa y la energía del Universo partan de cero es difícil de aceptar, más bien se considera como resultado de una fluctuación cuántica, pero de qué es lo que permanece incierto, aunque pueda ser explicado con el desarrollo de la teoría cuántica de la gravedad. A pesar de que algunos detalles reales del Universo son todavía imprecisos, éste parece haber tenido las siguientes etapas:

1- El período inicial, conocido usualmente como "Era Planck", desde 10-45 hasta 10-43 segundos, en el que la temperatura del Universo era 1032 K y el radio 10-54 cm y todas las fuerzas de la Naturaleza eran iguales. Sin embargo, al final de este lapso la gravedad asumió características únicas, diferentes a las de otras fuerzas.

2- Después de 10-35 segundos, cuando la temperatura había bajado a 1027 K y el radio había aumentado hasta 10-49 cm, la interacción fuerte se diferenció de las fuerzas electromagnética y débil, y se produjo una expansión del Universo de 1050 hasta alcanzar un diámetro de 10 cm.

3- El Período de expansión duró hasta 10-32 segundos. En él se formó materia (quarks y leptones) por nucleación, después de que el Universo se hubiera superenfriado hasta 1022 K antes de retornar a 1027 K. Los quarks y leptones se formaron inicialmente en las mismas cantidades que sus antipartículas, y partículas y antipartículas comenzaron a aniquilarse mutuamente, formando fotones que al principio del período eran lo suficientemente energéticos como para combinarse y volver a cosntituir pares materia/antimateria. Sin embargo, al final de este período sólo quedaba una partícula material de cada 1.000 millones presentes al comienzo del mismo, y toda la antimateria había sido destruida (el predominio de materia sobre antimateria queda aún por explicar).

4- Entre 10-9 segundos y 0,1 segundos, cuando la temperatura descendió de 1014 K a 1010 K, los quarks se combinaron para formar protones y neutrones, los primeros con una masa ligeramente inferior, lo que favorecería su producción.

5- En los siguientes 1.000 segundos los neutrones sobrevivientes se combinaron con protones, formando los núcleos de los elementos ligeros, deuterio, helio y litio, pero pasado este tiempo los neutrones libres se desintegraron espontáneamente.

6- Pasados 1013 segundos (alrededor de 100.000 años), en los que la temperatura había bajado hast 4.000 K, el Universo se volvió transparente a la radiación de electromagnética y los protones y los neutrones empezaron a combinarse unos con otros para formar átomos.

7- Las protogalaxias comenzaron a formarse cuando la temperatura había descendido hasta los 400 K y la constitución real de galaxias coherentes se fija en los 1.000 millones de años. No obstante, en estas tempranas galaxias se habían formado grandes estrellas con vidas medias relativamente cortas que explotaron como supernovas, dando lugar a los elementos medios y pesados. Nuestro propio sistema solar se formó después de unos 9.500 millones de años desde su inicio (4.500 millones de años desde el presente).

8- La temperatura media del Universo ha caído ahora hasta alrededor de 3 K (-270º C), determinada por detección de microondas de la radiación de fondo en el espacio.

9- El destino último del Universo se desconoce actualmente, es decir, si continuará expandiéndose hacia afuera, agotándose todo el hidrógeno y, como consecuencia de ello, el Universo "morirá", o si existe suficiente materia en él como para vencer la expansión y hacer que se colapse de nuevo volviendo a ser una singularidad, la cual, presumiblemente, experimentaría un Big Bang y el ciclo se repetiría. Cualquiera que sea el destino, el mecanismo de fluctuación cuántica que produjo nuestro Universo bien puede producir otros universos, de modo que la infinita inmensidad del espacio puede muy bien estar llena de muchos universos aislados.

La magnitud es una medida del brillo estelar, de forma que la luz de una estrella de determinada magnitud y la de la siguiente magnitud están en la relación de 2,511886. Esta proporción surge del hecho de que una estrella de primera magnitud es exactamente cien (ó 2,5118865) veces más brillante que una estrella de magnitud sexta. En el caso de cuerpos de excepcional brillo, este valor se expresa mediante una cantidad negativa, es decir, para el Sol la magnitud es -26,70, pero ésta es la magnitud "aparente" (mv), medida desde el punto de vista de la Tierra, y, con el fin de establecer comparaciones, se hace, pues, necesario conocer la luminosidad intrínseca, definida mediante la "magnitud absoluta"(Mv), que es la magnitud que tendría el Sol o una estrella, vista a una distancia de 10 parsecs. Sobre esta base, la magnitud del Sol se reduciría a +4,87, o sea, una reducción de luminosidad de cuatro mil millones de veces. La magnitud absoluta, la magnitud aparente y la distancia en parsecs (d) están relacionadas mediante la ecuación:

Mv = mv + 5 - 5 x log (d)

Un descubrimiento de Titius de Wittenberg en 1776, publicado por Johan Bode en 1772, sugería que las distancias medias de los planetas al Sol podían no ser arbitrarias. Comprobamos que los términos de la sencilla serie, 4,4 + (3 x 20), 4 + (3 x 21), 4 + (3 x 22) ..., etc., al ser divididos por diez reproducían los radios orbitales medios de seis conocidos planetas, en unidades astronómicas, en tanto que el descubrimiento de Urano, en 1781, también conducía a una confirmación satisfactoria.

El hueco en 2,8 unidades astronómicas (U.A.) se ocupó gracias al descubrimiento de varios miles más de asteroides orbitando entre 2,3 y 3,3 U.A. Sin embargo, la masa total de los asteroides es sólo unas dos milésimas de la masa de la Tierra y por lo tanto difícilmente justifica el tamaño de un planeta, pero pudo darse que los intentos de constituir un planeta coherente se vieran dificultados por el cercano Júpiter, cuando pudiera haber sido un protoplaneta más masivo. Más allá de Urano, la predicción es que los siguientes planetas estarían a 38,8 y 77,2 U.A., respectivamente, pero el gigante Neptuno está realmente a 30,1 U.A. y el pequeño Plutón a 39,5 U.A. Aunque pudiera parecer que la órbita de Plutón se aproxima al valor dado por la regla, en realidad es muy excéntrica y bastante inclinada, por lo que la concordancia es cssi una coincidencia. Sin embargo, el hecho de que los dos planetas no obedezcan la regla puede ser una indicación de alguna catástrofe ocurrida durante los primeros tiempos de la historia del Sistema Solar.