Tyson explica la naturaleza de la luz y como el universo observable es una imagen del pasado, como descubrió John Herschel. Describe cómo el trabajo de Isaac Newton, William Herschel, y James Clerk Maxwell condujo a la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, que concibe la luz como una constante fundamental del universo y que la gravedad es una distorsión de tejido del espacio-tiempo. Luego Tyson describe la naturaleza de los agujeros negros, cuyas enormes fuerzas graviacionales impiden que la luz salga de su atracción. Con la Nave de la Imaginación entraremos en un agujero negro e imaginaremos que puede haber dentro. El hijo de John Herschel, William, continuará el trabajo de su padre catalogando las estrellas y contribuyendo al desarrollo de la fotografía.

Exploraremos el cosmos a escalas microscópicas y atómicas con la Nave de la Imginación. Veremos los microorganismos que viven dentro de una gota de agua, hablaremos de cómo las plantas usan la fotosíntesis gracias a sus cloroplastos para convertir el agua y el dióxido de carbono en azúcares. Tyson explicará la naturaleza de las moléculas y los átomos y como están relacionados con la evolución de las especies, cómo los filósofos griegos Tales de Mileto y Demócrito de Abdera postularon que toda la materia estaba compuesta de átomos. Veremos la estructura básica atómica y la fusión nuclear y cómo se crean los neutrinos cuya existencia predijo Wolfgang Pauli y que son detectados por instalaciones como la de Super-Kamiokande. Los neutrinos generados por el Big Bang still aún pueblan el universo donde pueden ser detectados pero no más allá del "Muro del Infinito", todo lo que está más allá del universo observable.

Tyson describe el descubrimiento de los rayos cósmicos por Victor Hess mediante globos lanzados a gran altitud. Luego relata como el astrónomo suizo Fritz Zwicky, estudiando las supernovas, postuló que tenían en ellas su origen. Luego cuenta como Vera Rubin observó que la rotación de las estrella en las galaxias no seguían la velocidad esperada lo que le llevó a postular la existencia de la Materia Oscura. Posteriormente se descubrió la Energía Oscura para explicar la expansión acelerada del universo. Luego Tyson nos describe el viaje interesterlar de las dos sondas Voyager, que llevan un rótulo de oro que establece la posición de la tierra dentro del universo. Tyson concluye la serie enfatizando el mensaje de Carl Sagan de la condición humana en la inmensidad del Cosmos y exhorta a los espectadores a continuar explorando y descubriendo lo que el universo nos ofrece.

El profesor Brian Cox en la India evalúa la primera evidencia de pensamiento racional en la literatura, las poesías védicas. En ellas ponderan que debió haber un día sin ayer, un día de la creación. Es la vieja pregunta acerca de dónde vino el Universo. El Universo sigue un conjunto de reglas, las leyes de la física, tanto aquí como en el más distante rincón del cosmos. Estas leyes terminan por hacer pensar a muchos cosmólogos que el hombre vive en uno entre un infinito número de universos que han surgido y surgirán

El uso de células madre embrionarias ha encendido un fiero debate en todo el espectro político y espiritual. Pero si pudiéramos crear o extraer células madre de adultos cesaría la controversia. Hoy estamos al borde de una nueva era, una era donde podríamos curar nuestros cuerpos de cualquier enfermedad. Stephen Hawking ha pasado su vida explorando los misterios del cosmos, aunque hay otro universo que también le fascina, el escondido dentro de nuestros cuerpos." Nos llevará en un fascinante viaje de exploración junto a los científicos que están en la línea del frente de este campo, como la Dra. Doris Taylor, que está reconstruyendo el corazón de un donante con las células madre del receptor para revolucionar los transplantes. Los doctores Paul Lu y Mark Tuszynski pueden haber conseguido un descubrimiento que podría curar la parálisis, y el Dr Vincent Giampapa cree que las céllulas madre pueden usarse para reparar los estragos de la edad y recrear la fuente de la eterna juventud