Alla festa di 21 ° compleanno di Stephen Hawking incontra una nuova amica, Jane Wilde. C’è una forte attrazione tra i due e Jane è incuriosita dal discorso di Stephen sulle stelle e sull’universo, ma si rende conto che c’è qualcosa di molto sbagliato in Stephen quando improvvisamente scopre che non è in grado di alzarsi in piedi. Un soggiorno in ospedale si traduce in una diagnosi orribile. Stephen soffre di malattia del motoneurone e i medici non si aspettano che sopravviva per più di due anni. Stephen torna a Cambridge dove il nuovo termine è iniziato senza di lui. Ma non può nascondersi dalla realtà della sua condizione attraverso il lavoro perché non riesce a trovare un soggetto per il suo dottorato di ricerca. Mentre i suoi colleghi si gettano nella vita accademica e universitaria, la vita di Stephen sembra essere stata messa in attesa. Rifiuta l’aiuto del suo supervisore Dennis Sciama e sprofonda in una depressione. Sono solo gli incontri occasionali di Stephen con Jane e la sua fede in lui che sembrano tenerlo a galla. La teoria prevalente in cosmologia al momento è Stato stazionario, che sostiene che l ” universo non ha avuto inizio – è sempre esistito, e sempre sarà – e Stato stazionario è dominato dal professor Fred Hoyle, un Yorkshireman pianura parlando, e uno dei primi sapientoni scienza TV.
Stephen ottiene un primo assaggio di un documento di Hoyle che deve essere presentato in una conferenza della Royal Society. Lavora attraverso i calcoli, identifica un errore e affronta pubblicamente Hoyle dopo che il grande uomo ha finito di parlare. La riga provoca scalpore nel reparto, ma, ancora più importante, sembra dare Stephen la fiducia per iniziare il proprio lavoro. Quasi allo stesso tempo Stephen viene introdotto a un nuovo modo di pensare al suo soggetto da un altro fisico, Roger Penrose. La topologia è un approccio che utilizza concetti di forma piuttosto che equazioni per pensare alla natura dell’universo, e questo si rivela essere lo strumento perfetto per Stephen, che sta iniziando a trovare molto difficile scrivere. La grande passione di Penrose è il destino delle stelle morenti. Quando una stella arriva alla fine della sua vita, inizia a collassare su se stessa. I suoi calcoli suggeriscono qualcosa di straordinario. Il collasso della stella morente sembra continuare indefinitamente, fino a quando la stella è infinitamente densa, formando un buco nero nello spazio. E al centro di questo buco nero, mostra Penrose, c’è qualcosa che gli scienziati chiamano singolarità. È questo che porta Stephen al suo soggetto di dottorato. Ha sempre avuto un niggling scetticismo sulla Teoria dello Stato stazionario, e ora può iniziare a vedere un modo di spiegare l’idea rivoluzionaria e altamente controversa che l’universo potrebbe aver avuto un inizio. Sciama è scettico ma solidale – felice di vedere il suo studente licenziato e pronto a lavorare. Nel frattempo, la condizione di Stephen continua a declinare, scrive e cammina con difficoltà e il suo discorso sta iniziando a insudiciare. Ma ora ha un focus per le sue energie e, con il supporto di Jane, entra in una nuova fase. Egli si impegna anche al suo rapporto con lei, chiedendole di sposarlo e in tal modo esibendo una determinazione di sfida per sopravvivere.
Con la sua mente accesa, Stephen inizia a lavorare alle implicazioni della scoperta di Penrose e inizia a casa sull’idea di una singolarità. Con notevole intuizione – un vero momento Eureka-si chiede: cosa accadrebbe se si corresse la matematica di Penrose all’indietro? Invece di qualcosa che crolla nel nulla, e se il nulla esplodesse in qualcosa? E se applicassi questo non a una stella ma all’intero universo? Risposta: l’universo potrebbe davvero aver avuto origine in un big bang. Finalmente, Stephen entra in un periodo di febbrile lavoro accademico. Applica i teoremi di Penrose per il collasso delle stelle all’universo stesso. Giustificando la fede di Sciama in lui, produce un dottorato di ricerca di vera brillantezza e profonde implicazioni. In teoria, almeno, il big bang avrebbe potuto accadere. Due anni dopo la sua diagnosi iniziale, Stephen non solo è ancora molto vivo, ma ha giocato un ruolo in una grande svolta scientifica che rivoluziona il nostro modo di pensare l’universo. Oggi, il consenso scientifico è che l’universo è iniziato con un big bang: miliardi di anni fa, un’esplosione cosmica ha portato spazio e tempo all’esistenza.
Una trama secondaria e intrecciata segue una ricerca scientifica diversa ma connessa. Sconosciuto a Hawking, proprio mentre gli veniva diagnosticata nel 1963, due scienziati americani stavano intraprendendo la propria missione scientifica. La loro ricerca era quella di produrre prove concrete a sostegno del lavoro teorico di Hawking. Incontriamo Arno Allan Penzias e Robert Woodrow Wilson in una camera d’albergo a Stoccolma nel 1978. Sono stati intervistati sulla loro scoperta alla vigilia di ricevere il premio Nobel per la fisica. Descrivono come, sulle colline sopra il New Jersey, hanno scansionato i cieli con un radiotelescopio e hanno iniziato a captare uno strano segnale radio dallo spazio. Col tempo, i due scienziati si resero conto di aver rilevato il calore residuo della prima, antica esplosione che aveva creato l’universo. Avevano trovato la prova fisica del big bang.