20世纪60年代早期，霍金就对时间始初的奇点问题产生了兴趣，作了大量的思索和研究，后来由于他的病情恶化，他不得不暂时放弃这项研究。1965年，他与珍妮结婚之后，病情有所好转，又唤起了他的生活热情，他又开始全身心地投入到奇点问题的研究上。
宇宙起源问题是一个十分古老的问题：先有鸡还是先有蛋?也就是说，宇宙究竟是从来就有的，还是从他物派生的?也许宇宙已经存在了无限长的时间，它并不需要被创造。科学家一直都试图回避这样的问题，因为他们认为这样的问题与其说是科学问题，不如说是形而上学或宗教的问题。然而，人们逐渐发现，科学定律在宇宙的开端也是成立的。这也就是说，即使是在宇宙的开端，科学定律也是起作用的；宇宙是自足的。
关于宇宙是否有开端和宇宙是如何起始的争论，贯穿着整个人类思想史，大体上可以分为两种基本观点。一种观点出自于宗教，如犹太教、基督教和伊斯兰教，认为宇宙是由造物主在某个时期创造的。另一种观点来自一些哲学家，他们不赞成宇宙有开端的思想，觉得这样是对神的亵渎，认为宇宙早已存在并且还将存在无限长的时间，某种不朽的东西比某种被创生的东西更加完美。
然而，两种观点都认为，宇宙是不会随着时间的变化而变化的，它要么以现在的样子被创生，要么以现在的样子而延续了无限长的时间。人们很容易自然而然地产生这种观念，因为人类有记载的历史是短暂的，而宇宙在这段时间中却几乎没有发生大的变化。由此可见，宇宙是否存在了无限长的时间，或者它是否在有限长的过去诞生的，这本应该是一个形而上学和宗教的问题。1781年德国哲学家康德写了一部非常抽象的哲学著作《纯粹理性批判》，在这部著作中，他提出了“二律背反”的著名命题，从纯理论的角度论证了宇宙是有开端的和宇宙是无开端的具有同样的可能性。他完全撇开宇宙观测，只从理论上进行推理和论证。也难怪康德置宇宙观测于不顾，即使他注意到宇宙观测的事实，但那时的宇宙观测又能向人们提供些什么呢?
直到19世纪，人们对宇宙的认识开始深化了，对宇宙观测的证据也越来越多。这些证据表明，地球以及整个宇宙是随着时间的变化而不断变化的。地质学家们发现岩石以及其中的化石的形成和演化已经经历了几亿甚至是几十亿年的历史，这比那些创生论者对地球年龄的预计要长得多。德国物理学家路德维希·玻尔兹曼提出的热力学第二定律还提供了进一步的证明：宇宙中的熵量总是随着时间而增加，说明了宇宙只能存在有限长的时间，否则，宇宙早就退化到一种完全无序的状态了。
宇宙永恒不变的观点所遇到的另外一个困难是：根据牛顿的万有引力定律，宇宙的每一颗星星都互相吸引。但如果是这样的话，那末它们怎么能维持它们之间的恒定距离，并且能不动地停留在那里呢?
大科学家牛顿也试图解释这个问题。他认为，有限的一群恒星是不可能静止不动的，它们终将会全部落在某个中心点；而无限的恒星集合是不会落到一起的，因为它根本不存在什么中心点。牛顿的这些论证并没有解释清楚这个问题，反而有时会使人陷入更大的困惑之中。因为宇宙无限数目的恒星作用于每颗恒星的力的总和，是否能维持恒星间的恒常距离，人们采取不同的研究方法，就会有不同的答案。正确的方法应该是考虑到恒星的有限区域，然后再考虑该区域之外更多恒星的作用力。恒星的有限区域终将会落在一起，在有限区域之外的其他恒星不会阻碍这个过程。由此可见，恒星的无限集合不会是完全静止不动的。如果它们在某一时刻停止了作相对运动，它们之间的吸引力会引起它们朝对方落去。还有一种情形就是，它们可能正在以一定的速度相互离开，而它们之间的引力只能降低这种退行速度。
尽管人们也朦胧地认识到宇宙是永恒不变的这种观点具有解释上的困难，但从17世纪到20世纪初，没有人清楚地认识到宇宙是随时间演化的。从牛顿到爱因斯坦都没有抓住预言宇宙不是在收缩就是在膨胀的机会。当然，人们不能过多地求全责备牛顿，它生活的那个时期还不具备作出宇宙膨胀结论的条件。但爱因斯坦在关键的时刻止步不前，实在令人感到惋惜。他在1915年提出的广义相对论实际上已经预言了宇宙正在膨胀之中，但由于他受宇宙永恒不变的思想影响太深，因而他没有沿着正确的道路继续前进。
1929年，埃德温·哈勃通过观测提出了宇宙膨胀的观点，使传统的关于宇宙起源的观点受到很大的冲击。他认为，如果现在的星系循着时间发展的方向倒溯，它们在100亿和200亿年前之间的某一时刻，可能是重合在一起的。这个时刻可以称为大爆炸的奇点时刻，此时宇宙的密度和时空的曲率应为无穷大。他进一步断定，在这种条件下，所有的已知的科学定律都失去了效用。哈勃的发现对科学来说无疑是一场重大的灾难。科学只能解释宇宙的现状，之所以如此，是因为它曾经有过大爆炸的那个时刻，目前的宇宙就是从那时演变而来的；而科学不能解释宇宙在大爆炸的那一瞬间为什么是那个样子的。
许多科学家提出各种各样的解释，试图否定存在大爆炸奇点以及由此而引起的时间具有开端的结论。其中有一种宇宙稳态理论认为，随着星系互相分离而去，由连续不断产生的物质在星系之间的空间中形成新的星系。因而，宇宙目前的状态不仅存在了无限长的时间，而且还将延续无限长时间。
如何才能使宇宙继续膨胀并创生新物质呢?宇宙稳态模型需要修改广义相对论才能得到满意的解释。即使如此，这个理论在进一步解释中也是捉襟见肘。阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊发现了宇宙中非常遥远的地方存在着背景辐射，这是对宇宙稳态理论的致命打击。因为如果宇宙中充满了这种微波背景辐射，恰恰说明了宇宙大爆炸模型的正确性，而稳态理论中根本没有一种产生具有这种光谱的微波的合理解释。
1963年，两名苏联科学家欧格尼·利弗席兹和伊萨克-哈拉尼科夫试图以另一种解释来避免宇宙大爆炸的奇性。他们认为，只有当星系直接相互接近或离开时，它们才会在过去的某一时刻相重叠，呈现无限密度状态。但是，星系是具有一定的侧向速度的，因而它们是能够设法避免相互撞击的。宇宙早期就可能存在过这样一种收缩状态，那时星系可能非常靠近，但并没有相互撞击在一起。这就是说，宇宙收缩到一定程度后就会继续膨胀，而不必通过一种无限密度状态。
当苏联的这两位科学家提出这种观点时，霍金那时正在读研究生，他急需找到一个课题去完成他的博士论文。他当时对这种观点很感兴趣，因为他觉得关于宇宙究竟有没有大爆炸奇点的问题，对于理解宇宙的起源关系重大。霍金和罗杰·彭罗斯搞了一套数学工具，对这个问题以及相关的其他问题加以处理。他们的结论是：如果广义相对论是正确的，那末一定存在着一个大爆炸的奇点。这就说，科学可以合理地解释宇宙为什么必须有一个开端，但不能够说明宇宙究竟是如何启始的。正因为这样，人们不得不求助于上帝。
当霍金和彭罗斯正在研究和解决这一难题时，科学家们发现了脉冲星和背景辐射。这些发现为他们进一步探讨宇宙的奇点问题提供了根据。20世纪50年代末60年代初，天文学家通过大型的射电望远镜在观测中发现了一些射电源，它们似乎像是一些恒星，且具有极不平常的光谱。1963年，在美国加利福尼亚州帕落马山天文台工作的马顿·施密特对这些光谱作出了解释。实际上，所有恒星以及宇宙中带有热的物体，都可以根据其发射出的光的性质而确定其物质构成。当光从一个恒星或星系发射出来之后，人们可以用棱镜使光形成一个光谱，从而可以看到光谱中不同波长的明暗线。通过对光谱的分析，人们可以推测出恒星或星系的物质构成。那时，天文学家们已经知道，来自河外星系的光谱线会稍稍向光谱的红色一端移动，这种现象被称作“红移”现象。对这种现象的一种合理解释是：宇宙正在膨胀，宇宙膨胀使空间扩展，使得来自遥远星系的光的波长被拉长。“红移”现象从一个方面证实了爱因斯坦的理论的正确性，这是爱因斯坦本人起初也不敢相信的。
马顿·施密特关于“红移”的发现，规模之大是十分少有的，将近达到16％，这使天文学家感到吃惊。于是，天文学家们又对所发现的射电源重新进行测定，结果发现它们都有类似或者更大规模的“红移”，有的甚至达到37％。
