Otkad je Einsteinova teorija opće relativnosti primijenjena na ono što je poznato o svemiru kao cjelini, sumnjalo se da se svemir širi. Kada su Edwin Hubble i Milton Humason 1920-ih otkrili da se praktički sve galaksije na nebu udaljuju od nas velikom brzinom, to je potaknulo sumnje da se svemir širi velikom brzinom. Ipak, tek 2000. godine konačno su pronađeni odlučujući dokazi u korist širenja svemira, u obliku opsežnih istraživanja crvenog pomaka vrlo udaljenih objekata.
Svemir koji se širi često se navodi kao najznačajnije otkriće u modernoj kozmologiji. U Einsteinovo vrijeme prevladavala je teorija stabilnog stanja, koja je tvrdila da je svemir ostao uravnotežen na istoj veličini. Einstein, čije su jednadžbe predviđale univerzalno širenje ili kontrakciju, ali ne i stazu, umjetno je uveo stabilizirajuću varijablu u svoje jednadžbe, nazvanu “kozmološka konstanta”. Nakon što je iz Hubbleovih opažanja shvatio da se svemir vjerojatno širi, kasnije je to nazvao svojom “najvećom greškom”.
Fenomen koji je prvi naveo kozmologe i astronome da predskažu širenje svemira bila je Hubbleova analiza crvenog pomaka. Koristeći opservatorij Mount Wilson, koji je u to vrijeme bio najbolji teleskop na svijetu, Hubble je promatrao udaljene galaksije i vidio da izgledaju progresivno crveno. Gledao je dalje u svemir, a time i dalje u prošlost, budući da su svjetlosti potrebne milijarde godina da putuje od ovih galaksija do Zemlje. Budući da je faktor crvenila tako dobro korelirao s povećanjem udaljenosti, Hubble je posumnjao da je to pouzdan fenomen s fizičkim uzrokom.
Utvrđeno je da je uzrok sljedeći: kako se svemir širi, temeljni prostor povećava volumen, ali svjetlost koja putuje kroz njega ostaje ista. Prostor koji se širi proteže valnu duljinu svjetlosti, čineći ga dužim i time crvenijim. Analogija koja se ponekad koristi su točke na površini balona koji se širi. Nacrtajte uzorak valova na balon, a dok ga pušete, primijetite kako se val rasteže i postaje duži. Ovo je isti princip iza fenomena crvenog pomaka.
Godine 1998. otkriveno je ne samo da se svemir širi, već i da se vjerojatno širi ubrzano. Fizički razlog za to se pripisuje tajanstvenoj “tamnoj energiji”, nazvanoj tako jer jedva da znamo nešto o njoj.