Den moderne videnskabelige kosmologi anses normalt for at være begyndt i 1917 med Albert Einsteins offentliggørelse af hans endelige modifikation af den generelle relativitetsteori i papiret "Kosmologiske Overvejelser om den generelle relativitetsteori" (selv om dette papir ikke var bredt tilgængelig uden for Tyskland indtil slutningen af Første Verdenskrig). Den generelle relativitetsteori fik kosmologer som Willem de Sitter, Karl Schwarzschild og Arthur Eddington til at udforske dens astronomiske forgreninger, hvilket øgede astronomernes evne til at studere meget fjerne objekter. Fysikere begyndte at ændre antagelsen om at universet var statisk og uforanderlig. I 1922 fremlagde Alexander Friedmann ideen om et ekspanderende univers med bevægelig materie. Omkring samme tid (1917 til 1922) blev den store debat
Det skete, da tidlige kosmologer som Heber Curtis og Ernst Öpik fastslog, at nogle stjernetåger, man så i teleskoper, var separate galakser langt væk fra vores egen.