В 1927 г. Леметр вернулся на родину и получил профессуру в Лувене. Тогда же он написал статью с длинным и не очень вразумительным названием «Расширяющаяся Вселенная постоянной массы и растущего радиуса, объясняющая радиальную скорость внегалактических туманностей». Хотя в чисто математическом плане эта работа имеет много общего с трудами Фридмана (которые Леметру тогда были неизвестны), именно она стала началом космологии Большого Взрыва. Леметр недвусмысленно провозгласил, что Вселенная возникла из особого начального состояния с очень высокой плотностью материи. В духе физических знаний своего времени он интерпретировал этот момент как распад некого первичного суператома, который существовал вне времени и пространства. Леметр вычислил последующую эволюцию «взорвавшейся» Вселенной на основе уравнений общей теории относительности (ОТО) и теоретически вывел линейную зависимость между радиальной скоростью галактик и их удаленностью от Солнечной системы. Он даже вычислил коэффициент пропорциональности для этой зависимости, причем получил величину, которая не так уж сильно отличалась от будущих результатов самого Хаббла (правда, обе цифры оказались завышенными примерно на порядок, что выяснилось лишь в пятидесятые годы).
Но и это не все. Леметр сохранил в своей модели так называемый эйнштейновский космологический член, и потому из нее следовало, что Вселенная расширяется не с постоянной, а с возрастающей скоростью (астрономы, как известно, обнаружили этот эффект лишь в конце последнего десятилетия ХХ века). В своих дальнейших работах, в середине тридцатых годов, он интерпретировал космологический член как энергию вакуума, опередив науку по крайней мере на четыре десятилетия.
К сожалению, признание к Леметру пришло не сразу. Он напечатал свою работу в малоизвестном журнале «Анналы Брюссельского научного общества», который астрономы и астрофизики не жаловали вниманием (в свое время аналогичную ошибку совершил и основатель генетики Грегор Мендель). Правда, в том же году Леметр участвовал в работе Сольвеевского конгресса, где познакомился с Эйнштейном и узнал от него о работах Фридмана. Создателю ОТО Леметр по-человечески понравился, но Эйнштейн отказался признать, что Вселенная могла иметь начало. «Ваши выкладки безупречны, но ваше понимание физики никуда не годится» — таков был его вердикт. После столь уничтожающего отзыва прочие физики и вовсе потеряли интерес к идеям бельгийского патера.
Акции Леметра поднялись после публикации закона Хаббла. Узнав об этом открытии, он послал свою статью знаменитому английскому астрофизику Артуру Эддингтону, у которого когда-то учился в Кембридже. Эддингтон, подобно Эйнштейну, не верил в нестационарные мировые модели (правда, позднее он сменил гнев на милость и даже придумал собственную версию расширяющейся Вселенной). Тем не менее он перевел эту работу с французского на английский и представил для публикации в ежемесячнике Королевского астрономического общества, который астрономы, конечно, читали. В 1931 г. Леметр опубликовал в престижнейшем журнале Nature заметку, где утверждал, что начало мира было также началом пространства и времени. А через пару лет Эйнштейн вновь встретился с Леметром в США и на сей раз публично выразил восхищение его моделью. При всем при том Эйнштейн не одобрил использование Леметром космологической константы, которую считал своей крупнейшей ошибкой.
Леметр прожил еще три с лишним десятка лет, был провозглашен прессой самым знаменитым ученым Бельгии, получил немало научных наград, стал членом (а затем и президентом) Папской академии в Ватикане и Бельгийской королевской академии наук и искусств, но ничего существенного к своей теории уже не прибавил. Модель Большого Взрыва ждала других разработчиков.