Η κοσμολογία μελετά το σύμπαν ως σύνολο. Την προέλευσή του, τη δομή του, την εξέλιξή του, τη μοίρα του. Είναι η επιστήμη μεγαλύτερης κλίμακας που υπάρχει και τον τελευταίο αιώνα έχει μεταμορφωθεί από εικασίες σε ακριβείς μετρήσεις.

Η σύγχρονη εικόνα είναι παράξενη. Το σύμπαν ξεκίνησε σε μια θερμή, πυκνή κατάσταση πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Επεκτάθηκε, ψύχθηκε και σχημάτισε άτομα, αστέρια, γαλαξίες και σμήνη. Εξακολουθεί να επεκτείνεται, και αυτή η επέκταση επιταχύνεται, λόγω κάτι που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια. Η συνηθισμένη ύλη, η ουσία των αστεριών, των πλανητών και των ανθρώπων, αποτελεί μόνο περίπου το 5% του σύμπαντος. Η σκοτεινή ύλη αντιπροσωπεύει περίπου το 27%. Το υπόλοιπο είναι σκοτεινή ενέργεια.

Cosmologists use multiple lines of evidence: the cosmic microwave background, the distribution of galaxies, the abundances of light elements, and the accelerating expansion measured from supernovae. These observations fit together into a model called Lambda-CDM, which is the standard model of cosmology. It is not complete, but it works remarkably well.

The biggest open questions are what dark matter and dark energy actually are. Answering them will require new physics, new experiments, and probably new ideas.