以愛因史坦的相對論為基礎，俄國科學家亞歷山大 • 弗瑞德曼提出了宇宙的穹形結構。他發現，不存在一個時間不發生變化的空間，如此一來也就不存在完全不變的宇宙。隨著時間的變化，宇宙只能選擇變大或者縮小，而無法保持原狀。
宇宙在爆炸發生後是向外膨脹的，星系之間的距離正在不斷變大，和這種分離的力對抗的是星系之間的重力，因此存在兩種情況。第一種情況是，宇宙在膨脹的時候因為宇宙的密度很大，所以物質之間的重力也很大。當星系彼此遠離的速度不斷減慢直至停止時，宇宙的膨脹過程也就隨之停止。這個停止的過程無法維持太久，因為阻止宇宙膨脹的力此時會繼續發揮作用，讓宇宙開始收縮。就像倒著播放一部電影底片一樣，宇宙將不斷收縮成一點。這種討論宇宙的發展的模型被稱為封閉式模型。另一種模型是開放式模型。在這種模型中，宇宙一旦開始膨脹，這個過程就不會停止，因為宇宙中的物質產生的重力不足讓宇宙停下腳步。
這兩個模型可以用人類發射火箭做一個類比，第一種情況是火箭在加速時燃料耗盡，但是此時的速度還不足以逃出地球的重力，因而會再次落下地面。第二種情況是火箭的燃料足夠使火箭達到第一宇宙速度，它就會進入太空，不再回頭。如今我們能夠觀察到的景象是，宇宙中的星系還在加速地互相遠離。
不管是宇宙的封閉模型還是開放模型，隨著時間不斷向前推進，星系彼此之間互相遠離的速度一定會越來越緩慢。但是我們現在仍然處在宇宙的膨脹過程中，無法判定宇宙究竟采用的是哪個模型的理論。因為在這兩種模型中，宇宙都會有一個膨脹的過程。如果我們盡情想象，設想一下未來生活在宇宙的收縮期的人類，他們是否也在擔憂宇宙的未來：宇宙是會一直收縮下去，還是在收縮到一個點之後再恢復膨脹。
50 億年前，宇宙膨脹呈現出逐漸減慢的趨勢，然而從 50 億年這一界限開始，膨脹速度卻突然加快，這就說明，在 50 億年的時候，有一種神秘力量突然介入宇宙，加快了宇宙的膨脹速度，這種力量就是暗能量，它直到現在還在起作用，使得宇宙沒有任何停止膨脹的跡象。因此，宇宙很有可能將會永遠膨脹下去。
宇宙不斷向外膨脹，那麽宇宙中的一切物體是否也在隨之不斷膨脹呢？如果兩個物體之間距離非常遙遠，它們之間的交互作用可以完全忽略，隨著宇宙的膨脹，距離越來越遠；如果兩個物體之間存在著明顯的重力、電磁力等作用力，形成一種穩定的束縛體系，那麽這種束縛體系就不會再繼續膨脹了，如原子、分子、地球、太陽、銀河系以及我們生活中的一切事物，包括我們自己。
根據狹義相對論，兩個物體之間的相對速度不可能超過光速，但宇宙的膨脹速度是否可能超過光速呢？狹義相對論探討的條件是兩個物體的相對運動速度必須是在同一個慣性參考系中，而膨脹中的宇宙裏的兩個點不在同一個慣性參考系中，所以答案是可以超過光速，這不違背狹義相對論。弗瑞德曼提出了宇宙的兩個模型之後，科學家們想要給宇宙指出一條唯一的前進演化道路，所以宇宙中的密度和膨脹速率成為重要的因素。
據弗瑞德曼的開放宇宙模型，在未來的數十億年中，宇宙還會保持如今的樣子，不會有太大的改變。宇宙中仍然會誕生新的恒星和星系，但是這些天體會變得越來越暗。這是由兩方面原因造成的。一方面原因是宇宙的膨脹導致星系距離我們越來越遠，越來越難以觀察。第二種原因是，因為宇宙的密度不斷減小，恒星內核中發生的核反應也會減弱，恒星將會最終熄滅。到了那時，宇宙就會變得暗淡無光，所有的恒星都會滅亡，宇宙中唯一存在的天體就是黑洞。
