La cúpula que corona la Gran Catedral de Florencia de Santa Maria del Fiore, El Duomo, es una obra maestra del ingenio del Renacimiento y una fuente de misterio. Aún hoy es la mayor cúpula de ladrillo de la tierra, es más alta que la Estatua de la Libertad y pesa como un barco crucero medio. Los historiadores e ingenieros han debatido largamente como Filippo Brunelleschi la alineó simétrica y perfecta." Más de cuatro millones de ladrillos podrían haberse caido en cualquier momento y no entendemos cómo Brunelleschi lo evitó. Para probar las últimas teorías, un equipo de albañiles estadounidenses construirán un "mini-Duomo" usando técnicas y herramientas de la época.

El Profesor Jim Al-Khalili trata habitualmente con la materia más extraña de toda la ciencia: La Física Cuántica, la teoría de las partículas subatómicas. Volviendo su atención al mundo de la Naturaleza, ¿puede la mecánica cuántica explicar los más grandes misterios de la biología? El Petirrojo europeo navega usando uno de los más extraños efectos de la física, el entrelazamiento cuántico, un proceso que parece desafiar el sentido común". Al-Khalili encuentra que incluso la más personal de la experiencias humanas, nuestro sentido del olfato, usa etéreas vibraciones cuánticas. El principio de incertidumbre es obedecido por las plantas cuando capturan la luz solar en el vital proceso de la fotosíntesis. Al-Khalili se pregunta si las extralas leyes del mundo subatómico, que permiten a los objetos atravesar barreras impenetrables desafiando al sentido común, podrían afectar a los mecanismos por los que los seres vivos evolucionan.

El profesor Jim Al-Khalili continúa explicando el átomo y sus implicaciones en la radiactividad, la bomba atómica y la teoría del Big Bang, e incluso explica porqué estamos aquí y de qué estamos hechos. Muestra que, en la búsqueda para enterder el átomo, se revela el misterio de cómo el universo fue creado.

Pocos sonidos son más hermosos o conmovedores que las canciones de las ballenas jorobadas. Los machos compiten con sus canciones, que a menudo duran 10 minutos cada una, y pueden repetirlas durante horas. Ballenas separadas por miles de kilómetros cantan canciones casi idénticas. Los investigadores han descubierto que las canciones cambian durante los meses de apareamiento, siguiendo un misterioso patrón". También las usan para cazar. Para capturar arenques, las ballenas jorobadas liberan un chorro de burbujas para formar una red circular. Emitiendo un grito sonoro repetido, asustan a los peces haciéndoles formar un cardumen en forma de bola y entonces lo atacan para tragárselo entero. Parece que la imagen de gigante tranquilo que tenemos de ellas debe cambiar al de un feroz y oportunista cazador.

Los Agujeros Negros son una de las fuerzas más destructivas del universo, capaces de tragarse una estrella entera. Pero algunos científicos creen que tienen la clave para responder a la cuestión definitiva: ¿Qué había antes del Big Bang? Investigarlos directamente es imposible, ya que por definición son invisibles y no hay teorías capaces de explicar sus leyes internas. Conoce a los astrónomos que intentan imaginar un agujero negro y a los físicos teóricos que están cada vez más cerca de desentrañar sus misterios. Iremos en este documental al corazón de un agujero negro y a las últimas teorías sobre el universo.