如果說哥白尼將人們對宇宙的認識從地上擴展到“天”上，那麽哈勃則是將人類的視野從天上擴展到天文。1929年，美國天文學家哈勃根據觀測發現，“所有星雲都在彼此互相遠離，而且離得越遠，離去的速度越快”，並得出宇宙大爆炸在不斷膨脹的結論。這一結論的出現，讓科學界對於宇宙結構的討論再次成為焦點。關於宇宙膨脹理論，很多書籍都運用吹氣球來進行生動形象的說明——在一個色彩斑斕的氣球上，存在著很多的斑點，隨著氣球被吹大、膨脹，氣球上的斑點會各自越離越遠。宇宙就是這個氣球，氣球上的斑點則是宇宙當中的星係，假設星係不會離開氣球的表麵，那麽宇宙不斷地膨脹，星係就會離彼此越來越遠。
宇宙的膨脹，還有這樣一個經典的例子。在一個球麵上，上麵間隔適當的距離就會有一隻螞蟻。我們假設螞蟻是不會自行走動的，那麽當球的半徑在不斷變大的時候，球麵也會隨著半徑的變大而相應地增加，球麵上螞蟻之間的距離也會隨之增大。在整個球麵之上，無論站在哪隻螞蟻的角度和位置上，我們都會看到這樣一種想象：其他的螞蟻在不斷地遠離。通過這一假設，我們也可以更進一步來說，螞蟻之間的距離和它們遠離的速度之間是一種正比關係，距離越遠，它們離開的速度也就越快。
據說，現在我們所生活的宇宙，是在距今150億—200億年之前發生的大爆炸而形成的。根據“宇宙大爆炸”理論，最初的宇宙是由大片微觀粒子構成的均勻氣體，這些微觀粒子在極高的溫度下“爆炸”，以很大的速率不斷膨脹，經過150億年之久的演變，成為現在宇宙的樣子。
基於宇宙大爆炸理論，霍金提出，宇宙是無限的，沒有邊界，他的宇宙模型也是一個封閉的無邊界的有限四維空間。關於宇宙無邊界的思想，早在公元前的古羅馬時期就有人提出。13世紀，德國神秘主義代表人物埃克哈特也提出類似的觀點；到了15世紀，神學家尼古拉認為神是無限的，而神的無限性是由無限多的事物表現出來的，所以宇宙一定是無限的。受尼古拉思想的影響，布魯諾在《論無限、宇宙和世界》一書當中提出了“無限的空間”這一概念，認為宇宙的中心無處不在，而宇宙的周邊是不存在的。中國春秋時期的莊子，也曾說過“範範乎其若四方之無窮，其無所畛域”；到東漢時期，張衡則更加明確地表示“宇之表無極，宙之端無窮”，以此來說明宇宙的邊界是不存在的。