En 1922, le mathématicien russe Alexander Friedmann a répondu aux équations de la relativité générale d'Albert Einstein. Les réponses de Friedmann ont conduit à la théorie selon laquelle l'univers est dynamique, ce qui signifie qu'il change de taille au fil du temps. Friedmann a introduit le terme « univers en expansion » dans le lexique scientifique.
La relativité générale suggère que l'espace n'est pas solide. Il peut se plier en de nombreuses formes différentes et, en fait, ne s'étend pas. C'est l'espace entre les points de l'univers qui est en expansion. Les distances entre ces points augmentent avec le temps.
L'espace entre les amas de galaxies peut également s'étendre. Cependant, la gravité au sein des amas de galaxies empêche les galaxies de s'étendre.
En 1931, six ans après la mort de Friedmann des suites de la fièvre typhoïde, le physicien belge Georges Lemaitre proposa l'idée connue sous le nom de théorie du big bang à l'aide des travaux de Friedmann. Cette théorie suggère que l'univers est né de la singularité et s'est étendu depuis le premier jour.
Au départ, Einstein a rejeté l'idée de Friedmann d'un univers en expansion, écrivant que la réponse de Friedmann n'avait « aucune signification physique ». Cependant, Einstein a finalement accepté la théorie de Friedmann et a rejeté la constante cosmologique dans le cadre de son travail sur la relativité générale. Einstein aurait dit à Friedmann que la constante cosmologique était la "plus grosse erreur" de sa carrière.
