på Stephen Hawkings 21 – årsdag träffar han en ny vän, Jane Wilde. Det finns en stark attraktion mellan de två och Jane fascineras av Stephens tal om stjärnor och universum, men inser att det är något väldigt fel med Stephen när han plötsligt upptäcker att han inte kan stå upp. En vistelse på sjukhus resulterar i en skrämmande diagnos. Stephen lider av motorneuronsjukdom och läkare förväntar sig inte att han ska överleva i mer än två år. Stephen återvänder till Cambridge där den nya termen har börjat utan honom. Men han kan inte gömma sig från verkligheten i sitt tillstånd genom arbete eftersom han inte kan hitta ett ämne för sin doktorand. Medan hans kollegor kasta sig in i akademiska och college liv, Stephen liv verkar ha satts på is. Han avvisar hjälp av sin handledare Dennis Sciama och sjunker in i en depression. Det är bara Stefans tillfälliga möten med Jane och hennes tro på honom som verkar hålla honom flytande. Den rådande teorin i kosmologi vid tidpunkten är Steady State, som hävdar att universum hade ingen början – det har alltid funnits, och alltid kommer – och Steady State domineras av Professor Fred Hoyle, en vanlig talande Yorkshireman, och en av de första science TV förståsigpåare.
Stephen får en tidig glimt av en uppsats av Hoyle som ska presenteras vid en Royal Society-föreläsning. Han arbetar genom beräkningarna, identifierar ett misstag och konfronterar HOYLE offentligt efter att den stora mannen har slutat tala. Raden orsakar rörelse i avdelningen men, ännu viktigare, det verkar ge Stephen förtroendet att komma igång med sitt eget arbete. På nästan samma gång introduceras Stephen till ett nytt sätt att tänka på sitt ämne av en annan fysiker, Roger Penrose. Topologi är ett tillvägagångssätt som använder formbegrepp snarare än ekvationer för att tänka på universums natur, och detta visar sig vara det perfekta verktyget för Stephen, som börjar finna det mycket svårt att skriva. Penroses stora passion är ödet för döende stjärnor. När en stjärna kommer till slutet av sitt liv börjar den kollapsa i sig själv. Hans beräkningar tyder på något extraordinärt. Kollapsen av den döende stjärnan verkar fortsätta på obestämd tid, tills stjärnan är oändligt tät och bildar ett svart hål i rymden. Och i hjärtat av detta svarta hål, Penrose visar, är något forskare kallar en singularitet. Det är detta som leder Stephen till sitt Doktorandämne. Han har alltid haft en niggling skepsis om Steady State teori, och nu kan han börja se ett sätt att förklara den revolutionära och mycket kontroversiella tanken att universum kan ha haft en början. Sciama är skeptisk men stödjande – glad att se sin student eldas upp och redo att arbeta. Samtidigt fortsätter Stephens tillstånd att minska, han skriver och går med svårigheter och hans tal börjar slura. Men han har nu fokus för sina energier och går med stöd av Jane in i en ny fas. Han förbinder sig också till sin relation med henne, ber henne att gifta sig med honom och därmed uppvisar en trotsig beslutsamhet att överleva.
med sitt sinne eldas upp, Stephen börjar arbeta bort på konsekvenserna av Penrose upptäckt och börjar hem i på tanken på en singularitet. Med anmärkningsvärd insikt – ett riktigt eureka-ögonblick-frågar han sig själv: Vad skulle hända om du sprang Penroses matematik bakåt? Istället för att något kollapsar i ingenting, vad händer om ingenting exploderar till något? Och vad händer om du tillämpade detta inte på en stjärna utan på hela universum? Svar: universum kunde verkligen ha sitt ursprung i en big bang. Äntligen går Stephen in i en period av feberigt akademiskt arbete. Han tillämpar Penroses satser för att kollapsa stjärnor till universum själv. Rättfärdigar Sciamas tro på honom, han producerar en doktorand av verklig glans och djupa konsekvenser. I teorin, åtminstone, big bang kunde ha hänt. Två år efter sin första diagnos är Stephen inte bara fortfarande mycket levande, men har spelat en roll i ett stort vetenskapligt genombrott som revolutionerar hur vi tänker på universum. Idag är det vetenskapliga samförståndet att universum började med en big bang: för miljarder år sedan förde en kosmisk explosion rum och tid till existens.
en sekundär, sammanvävd berättelse följer en annan men kopplad vetenskaplig strävan. Okänt för Hawking, precis som han diagnostiserades 1963, inledde två amerikanska forskare sitt eget vetenskapliga uppdrag. Deras forskning var att producera hårda bevis för att stödja Hawkings teoretiska arbete. Vi möter Arno Allan Penzias och Robert Woodrow Wilson på ett hotellrum i Stockholm 1978. De intervjuas om deras upptäckt inför mottagandet av Nobelpriset för fysik. De beskriver hur de i bergen ovanför New Jersey skannade himlen med ett radioteleskop och började hämta en konstig radiosignal från rymden. Med tiden insåg de två forskarna att de hade upptäckt den överblivna värmen från den första, forntida explosionen som hade skapat universum. De hade hittat det fysiska beviset på big bang.