Kosmologie je studium vesmíru jako celku. Zabývá se tím, jak vesmír vznikl, jak se vyvíjel a z čeho je tvořen. Je to jedno z nejstarších bádání v lidské historii a jedna z nejaktivnějších oblastí moderní fyziky. Teorie velkého třesku je jejím ústředním rámcem. Tvrdí, že vesmír vznikl asi před 13,8 miliardami let v horkém, hustém stavu a od té doby se rozpíná a ochlazuje. Kosmické mikrovlnné pozadí, objevené v roce 1964, je pozůstatkem záření z této rané epochy. Je to nejstarší světlo ve vesmíru.

Kosmologie v posledních desetiletích rychle pokročila. Pozorování vzdálených supernov odhalila, že rozpínání vesmíru se zrychluje, a to v důsledku záhadné entity zvané temná energie. Temná hmota, která nevyzařuje ani neabsorbuje světlo, tvoří asi 27 procent vesmíru. Běžná hmota, tedy hmota hvězd, planet a lidí, tvoří pouze asi 5 procent. Zbytek je temná energie. Standardní model kosmologie, nazývaný Lambda-CDM, popisuje vesmír jako plochý, rozpínající se a ovládaný temnou energií a studenou temnou hmotou. Pozoruhodně dobře odpovídá datům, ale povaha temné hmoty a temné energie zůstává neznámá.

Témata kosmologie

• Velký třesk. Původ vesmíru.
• Kosmické mikrovlnné pozadí. Záření z raného vesmíru.
• Temná hmota. Neviditelná hmota, která formuje galaxie.
• Temná energie. Pohání zrychlující se rozpínání.
• Inflace. Rychlá expanze v prvním zlomku sekundy.

Kosmologie se nezabývá jen minulostí. Zabývá se i budoucností. Vesmír se bude dále rozpínat a osud všeho závisí na temné energii.