V 1970-ih je raziskoval teorijo nastanka delcev v zgodnjem Vesolju ter nastanek delcev in sevanja iz vrtečih se črnih lukenj (1973/74), kar je predhodnica teorije Hawkingovega sevanja.[2]
Leta 1979 je med prvimi predlagal realistično in dosledno teorijo inflacijeVesolja. Njegov model (inflacija Starobinskega) je bil relativno zapleten in je sicer malo povedal kako bi se takšen proces lahko začel. Istega leta je Guth neodvisno razvil inflacijski model, ki je podal mehanizem za začetek inflacijskega obdobja – razpad lažnega vakuuma v 'mehurčke' 'pravega vakuuma', ki so se širili s svetlobno hitrostjo. Starobinski je zapazil, da bi lahko bili kvantni popravki splošne teorije relativnosti pomembni v zgodnjem Vesolju. To je v splošnem vodilo do kvadratnih ukrivljenostnih popravkov Einstein-Hilbertove akcije. Rešitev Einsteinovih enačb polja s členi kvadratne ukrivljenosti, ko so ukrivljenosti velike, lahko vodi do razpoložljive kozmološke konstante, tako da je Starobinski predlagal, da je zgodnje Vesolje prešlo de Sittrovo fazo, svojo inflacijsko dobo.[3] To je rešilo več tedanjih problemov kozmologije in je vodilo do določenih napovedi za popravke kozmičnega mikrovalovnegaprasevanja ozadja, popravke, ki so jih kmalu zatem podrobno izračunali.
Skupaj z Zeldovičem je izračunal količino delcev in srednjo vrednost tenzorja energije-impulza kvantnih polj v enorodnem anizotropnem kozmološkem modelu. Skupaj s Parijskim in sodelavci je pojasnil kolebanje temperature v prasevanju ozadja.
Hawking, Stephen (1988), A Brief History of Time [Kratka zgodovina časa], Bantam Books
Starobinski, Aleksej Aleksandrovič (1979), »Spectrum Of Relict Gravitational Radiation And The Early State Of The Universe«, JETP Lett., 30 (682) {Pisma Zh. Eksp. Teor. Fiz.30, 719 (1979)}
.jpg)
