一位著名的科學家（據說是貝特郎．羅素）曾經作過一次關於天文學方面的講演。他描述了地球如何繞著太陽運動，以及太陽又是如何繞著我們稱之為星系的巨大的恆星群的中心轉動。演講結束之時，一位坐在房間後排的矮個老婦人站起來說道：「你說的這些都是廢話。這個世界實際上是馱在一隻大烏龜背上的一塊平板。」這位科學家很有教養地微笑著答道：「那麼這隻烏龜是站在什麼上面的呢？」「你很聰明，年輕人，的確很聰明，」老婦人說，「不過，這是一隻馱著一隻一直馱下去的烏龜群啊！」
大部分人會覺得，把我們的宇宙喻為一個無限的烏龜塔相當荒謬，可是為什麼我們自以為知道得更多一些呢？我們對宇宙瞭解了多少？而我們又是怎樣才知道的呢？宇宙從何而來，又將向何處去？宇宙有開端嗎？如果有的話，在這開端之前發生了什麼？時間的本質是什麼？它會有一個終結嗎？在物理學上的一些最新突破，使一部分奇妙的新技術得以實現，從而對於回答這些長期以來懸而未決問題中的某些問題有所啟發。也許有一天這些答案會像我們認為地球繞著太陽運動那樣顯而易見——當然也可能像烏龜塔那般荒唐可笑。不管怎樣，唯有讓時間來判斷了。
早在公元前三百四十年，希臘哲學家亞里士多德在他的《論天》一書中，就已經能夠對於地球是一個圓球，而不是一塊平板這一論點提出兩個很好的論據。第一，他認為月食是由於地球運行到太陽與月亮之間而造成的。地球在月亮上的影子總是圓的，這只有在地球本身為球形的前提下才成立。如果地球是一塊平坦的圓盤，除非月食總是發生在太陽正好位於這個圓盤中心之下的時候，否則地球的影子就會被拉長而成為橢圓。第二，希臘人從旅行中知道，在越往南的地區看星空，北極星則顯得越靠近地平線。（因為北極星位於北極的正上方，所以它出現在處於北極的觀察者的頭頂上，而對於赤道上的觀察者，北極星顯得剛好在地平線上。）根據北極星在埃及和在希臘呈現出來的位置的差別，亞里士多德甚至估計地球大圓長度為四百斯特迪亞。現在不能準確地知道，一個斯特迪亞的長度究竟是多少，但也許是二百碼左右，這樣就使得亞里士多德的估計為現在所接受數值的兩倍。希臘人甚至為地球是球形提供了第三個論據，否則何以從地平線外駛來的船總是先露出船帆，然後才是船身？
亞里士多德認為地球是不動的，太陽、月亮、行星和恆星都以圓周為軌道圍繞著它轉動。他相信這些，是由於神秘的原因，他感到地球是宇宙的中心，而且圓周運動最為完美。在公元後兩世紀，這個思想被托勒密精製成一個完整的宇宙學模型。地球處於正中心，包圍著它的是八個天球，這八個天球分別負載著月亮、太陽、恆星和五個當時已知的行星：水星、金星、火星、木星和土星（圖一．一）。這些行星被認為是沿著附在相應天球上的更小的圓周運動，以說明它們在天空中被觀察到的相當複雜的軌跡。最外層的天球被鑲上固定的恆星，它們總是停在不變的相對位置，但是總體繞著天空旋轉。最後一層天球之外為何物，一直不清楚，但有一點是肯定的，它不是人類所能觀測到的宇宙的部分。
圖一．一從最裡面往最外面順序為月亮球、水星球、金星球、太陽球、火星球、木星球、土星球和固定恆星球。最中心為地球。
托勒密模型為預言天體在天空的位置提供了相當精密的系統。但為了正確地預言這些位置，托勒密必須假定月亮軌道有時離地球比其他時候要近一倍，這意味著月亮有時看起來要比其他時候大一倍。托勒密承認這個瑕疵，儘管如此，他的模型雖然不是普遍地、卻是廣泛地被接受。它被基督教接納為與《聖經》相一致的宇宙圖象。這是因為它具有巨大的優點，即在固定恆星天球之外為天堂和地獄留下了很多地方。
然而，一五一四年一位名叫尼古拉．哥白尼的教士提出了一個更簡單的模型。（起初，可能由於害怕教會對異端的迫害，哥白尼只能將他的模型匿名地流傳。）他的觀念是，太陽是靜止地位於中心，而地球和其他行星繞著太陽作圓周運動。將近一個世紀以後，他的觀念才被認真地接受。後來，兩位天文學家——德國的約翰斯．開普勒和義大利的伽利雷．伽利略開始公開支持哥白尼的理論，儘管它所預言的軌道還不能完全與觀測相符合。直到一六○九年，亞里士多德—托勒密的理論才宣告死亡。那一年，伽利略用剛發明的望遠鏡來觀測夜空。當他觀測木星時，發現有幾個小衛星或月亮繞著它轉動。這表明不像亞里士多德和托勒密所設想的，並不是所有的東西都必須直接圍繞著地球轉。（當然，仍然可能相信地球是靜止地處於宇宙的中心，而木星的衛星沿著一種極其複雜的軌道繞地球運動，表觀上看來它們是繞著木星轉動。然而哥白尼理論是簡單得多了。）同時，開普勒修正了哥白尼理論，認為行星不是沿圓周而是沿橢圓（橢圓是被拉長的圓）運動，從而使預言最終和觀察相互一致了。
就開普勒而言，橢圓軌道僅僅是想當然的，並且是相當討厭的假設，因為橢圓明顯地不如圓那麼完美。雖然他幾乎是偶然地發現橢圓軌道能很好地和觀測相符合，但卻不能把它和他的行星繞太陽運動是由於磁力引起的另一思想相互調和起來。對這一切提供解釋是晚得多的事，那是由於一六八七年伊薩克．牛頓爵士出版了他的《數學的自然哲學原理》，這部也許是有史以來，物理科學上最重要的單獨的著作。在這本書中，牛頓不但提出物體如何在空間和時間中運動的理論，並且發展了為分析這些運動所需的複雜的數學。此外，牛頓提出了萬有引力定律，根據這定律，宇宙中的任一物體都被另外物體所吸引，物體質量越大，相互距離越近，則相互之間的吸引力越大。這也就是使物體落到地面上的力。（由於一個蘋果落到牛頓的頭上而使他得到靈感的故事，幾乎肯定是不足憑信的。所有牛頓自己說過的只是，當他陷入沉思之時，一顆蘋果的落下使他得到了萬有引力的思想。）牛頓繼而指出，根據他的定律，引力使月亮沿著橢圓軌道繞著地球運行，而地球和其他行星沿著橢圓軌道繞著太陽公轉。
哥白尼的模型擺脫了托勒密的天球，以及與其相關的宇宙存在著自然邊界的觀念。「固定恆星」除了由於地球繞著自身的軸自轉引起的穿越天空的轉動外，不改變它們的位置，很自然會使人設想到固定恆星是和我們的太陽類似的物體，只是比太陽離開我們遠得多了。
按照他的引力理論，牛頓意識到恆星應該相互吸引，看來它們不能保持基本上不動。那麼它們會一起落到某處去嗎？在一六九一年寫給當時另一位最重要的思想家裡查德．本特里的一封信中，他論證道，如果只有有限顆恆星分佈在一個有限的空間區域裡，這確實是會發生的。但是另一方面，他推斷如果存在無限多顆恆星，多少均勻地分佈於無限的空間，這種情形就不會發生，因為這時不存在任何一個它們落去的中心點。
當人們議論到無窮時，這種論證是你會遭遇到的一種陷阱。在一個無限的宇宙，每一點都可以認為是中心，因為在它的每一邊都有無限顆恆星。正確的方法是很久以後才被意識到的，即是先考慮有限的情形，這時所有恆星都相互落到一起，然後在這個區域以外，大體均勻地加上更多的恆星，看情況會如何改變。按照牛頓定律，這額外的恆星平均地講對原先的那些根本沒有什麼影響，所以這些恆星還是同樣快地落到一起。我們願意加上多少恆星就可以加上多少，但是它們仍然總是坍縮在一起。現在我們知道，由於引力總是吸引的，不可能存在一個無限的靜態的宇宙模型。
在二十世紀之前從未有人暗示過，宇宙是在膨脹或是在收縮，這有趣地反映了當時的思維風氣。一般認為，宇宙或是以一種不變的狀態已存在了無限長的時間，或以多多少少正如我們今天所看的樣子被創生於有限久的過去。其部分的原因可能是，人們傾向於相信永恆的真理，也由於雖然人會生老病死，但宇宙必須是不朽的、不變的，這種觀念才能給人以安慰。
甚至那些意識到牛頓的引力理論導致宇宙不可能靜止的人，也沒有想到提出宇宙可能是在膨脹。相反的，他們試圖修正理論，使引力在非常大距離時成為斥力。這不會對行星運動的預言有重大的影響，然而卻允許無限顆恆星的分佈保持平衡——鄰近恆星之間的吸引力被遠隔恆星之間的斥力所平衡。然而，現在我們知道，這樣的平衡是不穩定的：如果某一區域內的恆星稍微互相靠近一些，引力就增強，並超過斥力的作用，這樣這些恆星就會繼續落到一起。反之，如果某一區域內的恆星稍微互相遠離一些，斥力就起主導作用，並驅使它們離得更開。
另一個反對無限靜止宇宙的異見，通常是歸功於德國哲學家亨利希．奧勃斯，一八二三年他發表了這個理論。事實上，牛頓的同時代的一些人已經提出過這個問題。甚至奧勃斯的文章也不是貌似有理地反駁這模型的第一篇。不管怎麼說，這是第一篇被廣泛注意的文章。這無限靜止模型的困