Auf Stephen Hawkings 21.Geburtstagsfeier trifft er eine neue Freundin, Jane Wilde. Es gibt eine starke Anziehungskraft zwischen den beiden und Jane ist fasziniert von Stephens Rede von Sternen und dem Universum, erkennt aber, dass mit Stephen etwas nicht stimmt, als er plötzlich feststellt, dass er nicht aufstehen kann. Ein Krankenhausaufenthalt führt zu einer entsetzlichen Diagnose. Stephen leidet an einer Motoneuronerkrankung und die Ärzte erwarten nicht, dass er länger als zwei Jahre überleben wird. Stephen kehrt nach Cambridge zurück, wo die neue Amtszeit ohne ihn begonnen hat. Aber er kann sich nicht durch Arbeit vor der Realität seines Zustands verstecken, weil er kein Thema für seine Promotion finden kann. Während seine Kollegen sich in das akademische und College-Leben stürzen, scheint Stephens Leben auf Eis gelegt worden zu sein. Er lehnt die Hilfe seines Vorgesetzten Dennis Sciama ab und versinkt in einer Depression. Es sind nur Stephens gelegentliche Treffen mit Jane und ihr Glaube an ihn, die ihn über Wasser zu halten scheinen. Die vorherrschende Theorie in der Kosmologie zu der Zeit ist Steady State, die argumentiert, dass das Universum keinen Anfang hatte – es hat immer existiert, und wird es immer – und Steady State wird von Professor Fred Hoyle dominiert, ein klar sprechender Yorkshireman, und einer der ersten Science-TV-Experten.
Stephen bekommt einen frühen Einblick in ein Papier von Hoyle, das bei einer Royal Society Lecture vorgestellt werden soll. Er arbeitet die Berechnungen durch, identifiziert einen Fehler und konfrontiert Hoyle öffentlich, nachdem der große Mann mit dem Sprechen fertig ist. Die Reihe sorgt für Aufsehen in der Abteilung, aber, wichtiger, Es scheint Stephen das Vertrauen zu geben, mit seiner eigenen Arbeit zu beginnen. Fast zur gleichen Zeit wird Stephen von einem anderen Physiker, Roger Penrose, in eine neue Denkweise über sein Thema eingeführt. Topologie ist ein Ansatz, der eher Formkonzepte als Gleichungen verwendet, um über die Natur des Universums nachzudenken, und dies erweist sich als das perfekte Werkzeug für Stephen, der anfängt, es sehr schwierig zu finden, zu schreiben. Penroses große Leidenschaft ist das Schicksal sterbender Sterne. Wenn ein Stern das Ende seines Lebens erreicht, bricht er in sich zusammen. Seine Berechnungen deuten auf etwas Außergewöhnliches hin. Der Zusammenbruch des sterbenden Sterns scheint unbegrenzt fortzusetzen, bis der Stern unendlich dicht ist und ein Schwarzes Loch im Weltraum bildet. Und im Herzen dieses Schwarzen Lochs, zeigt Penrose, ist etwas, das Wissenschaftler eine Singularität nennen. Dies ist es, was Stephen zu seinem Doktoratsfach führt. Er hatte immer eine nagende Skepsis gegenüber der Steady-State-Theorie, und jetzt kann er beginnen, einen Weg zu finden, die revolutionäre und höchst umstrittene Idee zu erklären, dass das Universum einen Anfang gehabt haben könnte. Sciama ist skeptisch, aber unterstützend – froh, dass sein Schüler angefeuert und bereit ist zu arbeiten. In der Zwischenzeit nimmt Stephens Zustand weiter ab, er schreibt und geht schwer und seine Rede beginnt zu verfälschen. Aber er hat jetzt einen Fokus für seine Energien und tritt mit der Unterstützung von Jane in eine neue Phase ein. Er verpflichtet sich auch zu seiner Beziehung zu ihr, bittet sie, ihn zu heiraten und zeigt dabei eine trotzige Entschlossenheit zu überleben.
Mit angeheiztem Verstand beginnt Stephen, sich mit den Implikationen von Penroses Entdeckung auseinanderzusetzen und beginnt, sich mit der Idee einer Singularität auseinanderzusetzen. Mit bemerkenswerter Einsicht – ein echter Eureka-Moment – fragt er sich: Was würde passieren, wenn Sie Penroses Mathematik rückwärts laufen lassen würden? Anstatt dass etwas ins Nichts zusammenbricht, was wäre, wenn das Nichts in etwas explodiert? Und was wäre, wenn Sie dies nicht auf einen Stern, sondern auf das gesamte Universum anwenden würden? Antwort: das Universum könnte wirklich in einem Urknall entstanden sein. Endlich tritt Stephen in eine Zeit fieberhafter akademischer Arbeit ein. Er wendet Penroses Theoreme für kollabierende Sterne auf das Universum selbst an. Er rechtfertigt Sciamas Glauben an ihn und produziert eine Dissertation von echter Brillanz und tiefgreifenden Implikationen. Zumindest theoretisch hätte der Urknall passieren können. Zwei Jahre nach seiner ersten Diagnose ist Stephen nicht nur noch sehr lebendig, sondern hat auch an einem großen wissenschaftlichen Durchbruch mitgewirkt, der die Art und Weise, wie wir über das Universum denken, revolutioniert. Heute ist der wissenschaftliche Konsens, dass das Universum mit einem Urknall begann: Vor Milliarden von Jahren brachte eine kosmische Explosion Raum und Zeit ins Dasein.
Eine sekundäre, miteinander verwobene Handlung folgt einer anderen, aber verbundenen wissenschaftlichen Suche. Hawking unbekannt, gerade als er 1963 diagnostiziert wurde, begannen zwei amerikanische Wissenschaftler ihre eigene wissenschaftliche Mission. Ihre Forschung sollte harte Beweise liefern, um Hawkings theoretische Arbeit zu unterstützen. Wir begegnen Arno Allan Penzias und Robert Woodrow Wilson 1978 in einem Hotelzimmer in Stockholm. Sie werden über ihre Entdeckung am Vorabend des Nobelpreises für Physik interviewt. Sie beschreiben, wie sie in den Hügeln über New Jersey mit einem Radioteleskop den Himmel abtasteten und begannen, ein seltsames Funksignal aus dem Weltraum aufzunehmen. Mit der Zeit stellten die beiden Wissenschaftler fest, dass sie die Restwärme der ersten uralten Explosion entdeckt hatten, die das Universum geschaffen hatte. Sie hatten den physischen Beweis für den Urknall gefunden.