Niewiele jest rzeczy, które możemy sobie wyobrazić, a które są tak oszałamiająco duże jak przestrzeń kosmiczna. Nasz obserwowalny Wszechświat, aż po najgłębsze zakamarki przestrzeni, które możemy zobaczyć, rozciąga się na jakieś 46 miliardów lat świetlnych we wszystkich kierunkach. Od Wielkiego Wybuchu do chwili obecnej, nasz Wszechświat rozszerzał się i jednocześnie grawitował, dając początek gwiazdom i galaktykom rozsianym po całej przestrzeni kosmicznej. W sumie w jego obrębie znajduje się obecnie około 2 bilionów galaktyk.

A jednak, jeśli cofniemy się w czasie, dowiemy się, że nie tylko nasz Wszechświat był znacznie mniejszym miejscem, ale że w najwcześniejszych stadiach wcale nie był imponująco duży. Przestrzeń kosmiczna mogła nie zawsze być dużym miejscem, i to tylko fakt, że nasz Wszechświat rozszerzył się tak dokładnie i nieubłaganie, sprawia, że widzimy go dziś jako tak wielki i pusty.

Jeśli spojrzymy dziś na Wszechświat, nie da się zaprzeczyć ogromowi jego skali. Zawierająca gdzieś w okolicy 400 miliardów gwiazd, nasza galaktyka Drogi Mlecznej rozciąga się na ponad 100 000 lat świetlnych średnicy. Odległości między gwiazdami są ogromne – najbliższa naszemu Słońcu gwiazda (Proxima Centauri) znajduje się w odległości około 4,24 lat świetlnych, czyli ponad 40 trylionów kilometrów.

Choć niektóre gwiazdy są skupione w grupach, albo w układach wielogwiazdowych, albo w różnego rodzaju gromadach gwiazd, większość jest taka jak nasze Słońce: pojedyncze gwiazdy, które są względnie odizolowane od wszystkich innych w obrębie galaktyki. A kiedy wyjdziesz poza naszą własną galaktykę, Wszechświat staje się miejscem o wiele bardziej rozległym – tylko niewielka część jego objętości zawiera galaktyki. Większość Wszechświata, o ile możemy powiedzieć, jest całkowicie pozbawiona gwiazd i galaktyk.

Nasza Grupa Lokalna, na przykład, zawiera jeszcze jedną dużą galaktykę: Andromedę, położoną w odległości 2,5 miliona lat świetlnych od nas. Obecnych jest również wiele znacznie mniejszych galaktyk, w tym galaktyka Triangulum (trzecia co do wielkości w Grupie Lokalnej), Wielki Obłok Magellana (#4) oraz około 60 innych, znacznie mniejszych galaktyk, wszystkie w odległości około 3 milionów lat świetlnych od nas.

Poza tym, galaktyki są skupione i zgrupowane razem w całym Wszechświecie, z kosmiczną siecią składającą się z dużych gromad galaktyk połączonych włóknami z kropkami galaktyk. Wszechświat powstał w ten sposób nie tylko dlatego, że się rozszerzał i ochładzał, ale także dlatego, że grawitował. Początkowo zbyt gęste regiony preferencyjnie przyciągały materię i dały początek strukturom, które widzimy; słabo zagęszczone regiony oddały swoją materię gęstszym, stając się wielkimi kosmicznymi pustkami, które dominują w większości objętości Wszechświata.

Podsumowując, nasz obserwowalny Wszechświat jest dziś naprawdę ogromny. Skupiając się na jakimkolwiek obserwatorze – włączając w to nas samych – możemy obserwować obiekty odległe aż o 46,1 miliarda lat świetlnych w dowolnym kierunku. Gdy dodamy to wszystko do siebie, otrzymamy objętość 4,1 × 1032 lat świetlnych sześciennych. Przy nawet dwóch bilionach galaktyk we Wszechświecie oznacza to, że każda galaktyka ma średnio około 2 × 1020 sześciennych lat świetlnych objętości dla siebie.

Gdyby wszystkie galaktyki były równomiernie rozmieszczone we Wszechświecie, a z pewnością tak nie jest, można by położyć palec na galaktyce i narysować wokół niej kulę o promieniu około 6 milionów lat świetlnych i nigdy nie trafić na inną galaktykę. Nasze położenie we Wszechświecie ma setki razy większą gęstość galaktyk niż przeciętna gęstość, której się spodziewamy. Pomiędzy grupami galaktyk i gromadami we Wszechświecie leży większość jego objętości, i jest to w większości pusta przestrzeń.

Ale powodem, dla którego Wszechświat jest dziś tak duży, jest to, że rozszerzył się i ochłodził, aby osiągnąć ten punkt. Nawet dzisiaj Wszechświat nadal rozszerza się w ogromnym tempie: około 70 km/s/Mpc. W najdalszych zakątkach Wszechświata, 46,1 miliarda lat świetlnych od nas, ilość Wszechświata, który możemy obserwować, rośnie o dodatkowe 6,5 roku świetlnego z każdym mijającym rokiem.

Oznacza to, że jeśli ekstrapolujemy w przeciwnym kierunku w czasie – patrząc tak daleko w przeszłość, jak tylko chcemy – znajdziemy Wszechświat taki, jaki był, gdy był młodszy, gorętszy i mniejszy. Obecnie Wszechświat rozciąga się na 46 miliardów lat świetlnych we wszystkich kierunkach, ale to dlatego, że od Wielkiego Wybuchu minęło 13,8 miliarda lat, a nasz Wszechświat zawiera specyficzną mieszankę ciemnej energii, materii i promieniowania w różnych formach.

Jeśli cofnęlibyśmy się do czasów, gdy Wszechświat miał zaledwie 3 miliardy lat (około 20% jego obecnego wieku), odkrylibyśmy, że miał on tylko około 9 miliardów lat świetlnych promienia (zaledwie 0,7% jego obecnej objętości).

I nie mamy problemu z patrzeniem wstecz, aby zobaczyć galaktyki i gromady galaktyk, kiedy Wszechświat był tak młody; między innymi Kosmiczny Teleskop Hubble’a zabrał nas znacznie dalej wstecz. W tym czasie galaktyki były mniejsze, bardziej niebieskie, miały mniejszą masę i były mniej rozwinięte, ponieważ Wszechświat nie miał wystarczająco dużo czasu, aby uformować największe, najbardziej masywne struktury ze wszystkich.

Wszechświat, w tym wczesnym stadium, jest znacznie gęstszy niż obecnie. Liczba cząstek materii pozostaje taka sama w czasie, nawet gdy Wszechświat się rozszerza, co oznacza, że Wszechświat w wieku ~3 miliardów lat jest około 150 razy gęstszy niż Wszechświat dzisiaj, w wieku ~13,8 miliardów lat. Zamiast około 1 protonu masy na metr sześcienny, jest tam bliżej 100 protonów. Jednakże, możemy cofnąć się do znacznie wcześniejszych czasów i znaleźć Wszechświat, który jest nie tylko mniejszy i gęstszy, ale także dramatycznie inny.

Jeśli cofniemy się do czasów, gdy Wszechświat miał zaledwie 100 milionów lat – mniej niż 1% jego obecnego wieku – sprawy zaczynają wyglądać dramatycznie inaczej. Pierwsze gwiazdy zaczęły się tworzyć dopiero niedawno, ale nie było jeszcze galaktyk, nawet jednej. W tym czasie Wszechświat osiągnął około 3% swojej obecnej skali, co oznacza, że ma zaledwie 0,003% swojej obecnej objętości i 40 000 razy większą gęstość niż obecnie. Kosmiczne mikrofalowe tło jest wystarczająco gorące, aby zagotować ciekły azot.

Możemy jednak cofnąć się znacznie dalej w czasie i odkryć jeszcze mniejszy Wszechświat. Światło z kosmicznego mikrofalowego tła, które widzimy, zostało wyemitowane, gdy Wszechświat miał zaledwie 380 000 lat: gdy był ponad miliard razy gęstszy niż obecnie. Jeśli narysowałbyś okrąg wokół naszej lokalnej supergromady, Laniakea, to obejmowałby on znacznie większą objętość niż cały obserwowalny Wszechświat w tych wczesnych, gorących i gęstych stadiach.