Aidé par les découvertes de l’astronome américain Edwin Hubble (galaxies extérieures à la nôtre) et en conciliant la théorie d’Einstein avec lequel il est en désaccord (un univers stable et homogène, fini dans sa masse et son volume mais sans limite) et celle de De Sitter (un univers croissant en volume dans l’espace et le temps, donc en expansion, mais instable), Georges Lemaître contribue à asseoir la théorie de l’univers en expansion. Le 17 juillet 1927, à l’heure de son 33e anniversaire, il a publié son article fondamental sur l’univers en expansion et les décalages spectraux (Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant, rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques). Du 24 au 29 octobre 1927, lors du Cinquième Congrès Solvay de Physique, l’un des grands rendez-vous de la science mondiale, Lemaître présente et défend sa théorie auprès d’Albert Einstein, le père de la relativité. 

En 1931, Lemaître émet sa théorie de l’atome primitif, début temporel de l’univers. Déjà, il pose l’hypothèse que le rayonnement cosmique porte la trace des événements initiaux, en d’autres termes qu’il existe un écho de la naissance du monde. Popularisée plus tard sous le nom de théorie du Big Bang (bien que l’expression soit initialement utilisée par ironie, à partir de 1949), cette thèse, éminemment révolutionnaire, nécessitera plusieurs années avant de s’imposer. En effet, Lemaître identifie l’univers à un atome gigantesque dont l’explosion, à une époque donnée, expliquerait la structure actuelle du cosmos. L’explosion aurait provoqué l’émission de protons, neutrons, électrons et photons à une température énorme. En 1992, les observations américaines confirmeront et compléteront l’hypothèse du Big Bang.

(NB : date présumée pour le jour et le mois)