Fu il primo a capire che lo spostamento verso il rosso della luce delle stelle era la prova dell'espansione dell'universo e a proporre la legge di Hubble, secondo la quale vi è una proporzionalità fra distanza delle galassie e loro velocità di recessione. Nel 1927, infatti, pubblicò l’ipotesi dell'atomo primigenio, oggi nota come teoria del Big Bang, basata sulla relatività generale, per spiegare entrambi i fenomeni.