Все модели однородной и изотропной Вселенной обладают общим свойством — у них у всех есть начало.
Все они с необходимостью приводят к выводу, что около 20 млрд. лет назад Вселенная находилась в основном в сверхплотном состоянии — математически даже в бесконечно плотном. Даже вывод о бесконечной плотности материи не нарушает строгости теории. Формально уравнение тяготения справедливо при любой плотности вещества, и выводы теории не теряют своей силы. Конечно, в реальном мире положение осложняется тем, что при очень больших плотностях существенное значение приобретут квантово-механические эффекты, эффекты, связанные с рождением элементарных частиц, и т. д. Поэтому мы не знаем, что на самом деле происходило на той стадии, когда мир был сверхплотным, хотя постепенно накапливаемые наблюдения позволяют надеяться, что и в этом вопросе можно будет разобраться.
Много времени было потрачено на то, чтобы выяснить, не существует ли решений уравнения тяготения (без космологического члена), которые бы не содержали особенности, модели, в которой плотность вещества никогда не обращалась бы в бесконечность. По-видимому, ответ на этот вопрос оказался отрицательным. Это было показано работами англичан Пенрозе и Хоукина и советских физиков Е. М. Лифшица, И. И. Халатникова и А. Белинского.
Когда мы говорим о возрасте Вселенной, то надо помнить, что означает возраст и по какой шкале мы его измеряем. Ясно, что год — время оборота Земли вокруг Солнца — единица времени, пригодная для описания событий тогда, когда речь идет о планетах. В мире большой плотности, в котором есть только атомные ядра и электроны, естественная единица времени будет связана с атомными частотами; в еще более плотном мире на сцену выйдут частоты ядерные, так что чем больше плотность, тем меньшие характерные времена будут соответствовать физическим процессам. Поэтому, хотя в наших земных годах возраст Вселенной конечен, но в этой конечной Вселенной произошло бесконечное множество событий. Можно считать, что для понимания шкалы времени более естественно пользоваться не самим временем t в нашем современном смысле слова, а его логарифмом lgt. Когда t изменяется от 0 до T (современность), то lgt изменяется от — ∞ до lgT. Обе шкалы времени одинаково хороши.