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===堪稱可跟[[艾薩克·牛頓]]相提並論===
霍金在劍橋大學作當博士生時，那時[[物理學]]界關於[[宇宙]]初始有兩種主流理論：[[大爆炸理論]]與[[穩恆態理論]]。[[穩恆態理論]]的主要提出者正是霍金一度極為崇拜，卻又沒有機會拜師的著名理論物理學家[[弗雷德·霍伊爾]]（Fred Hoyle）。60年代，[[穩恆態理論]]的預測被發現與天文觀測結果不符合，於是霍伊爾不得不對理論進行修改，可是霍金發現他們的結果有瑕疵，因此發表論文修正他們的論述<ref>{{cite journal | last =Hawking | first =Stephen | title =On the Hoyle-Narlikar Theory of Gravitation | journal =''Proceedings of Royal Society of London'' | volume =A286 | issue =1406 | pages =313-319 | date =1965 | doi =10.1098/rspa.1965.0146 |language=en}}</ref>。
霍金認為[[穩恆態理論]]的未來可能相當坎坷，於是他便轉到另一個理論——[[大爆炸理論]]的研究當中。1964 年，天文學家測量出了宇宙背景輻射，這是[[穩恆態理論]]怎麼修改都無法解釋的現象，徹底摧毀了[[穩恆態理論]] 。在1965 年，霍金發表了論文駁斥霍伊爾的理論，在已經涼掉的[[穩恆態理論]]上又補了一刀，也開始建立一個才華橫溢的聲譽<ref name="偉大的霍金">[https://buzzorange.com/techorange/2018/03/16/a-brief-history-of-hawking/ 為什麼霍金是世界上最偉大的科學家之一？]</ref>。
劍橋大學的[[羅傑·潘洛斯]](Roger Penrose)於1965年提出[[黑洞]]中心的[[時空]][[引力奇點]]的理論，認為恆星生命結束、重力塌陷（坍縮）之際會變成一個[[黑洞]]，而[[黑洞]]中心有一個密度和曲率無窮大的引力奇點<ref name="偉大的霍金"></ref>。
霍金因此得到啟發，把同樣的想法應用於整個宇宙當中，並且逆轉時間方向，他把這個論題作為他所撰寫的博士論文《宇宙膨脹的性質》的研討題目<ref>{{cite web|url=https://www.weforum.org/agenda/2017/10/stephen-hawkings-phd-thesis-explained-simply|title=Stephen Hawking's PhD thesis, explained simply|language=en|deadurl=no|archiveurl=https://web.archive.org/web/20171213201244/https://www.weforum.org/agenda/2017/10/stephen-hawkings-phd-thesis-explained-simply|archivedate=2017-12-13}}</ref>。
霍金覺得這個思路很有趣，於是把它轉了個方向（黑洞向內吞沒一切），假設將宇宙擴張往回倒帶，會否看到一個密度和曲率無限大的奇點？這一設想是否符合廣義相對論？能否提供一個可信的證據，讓大爆炸成為一個正經的學說，不再被霍伊爾之流當做玩笑？
霍金順著這個思路撰寫了《宇宙膨脹的性質》和《奇點與時空幾何》。前者幫助他拿到了博士，後者則為他贏得了劍橋大學的亞當斯獎（和彭羅斯一起）。 他的導師夏瑪認為，霍金的學術貢獻在當代，堪比牛頓之於經典力學的地位 。