Η κοσμολογία είναι η μελέτη του σύμπαντος στο σύνολό του. Διερευνά πώς ξεκίνησε το σύμπαν, πώς εξελίχθηκε και από τι αποτελείται. Είναι μια από τις παλαιότερες έρευνες στην ανθρώπινη ιστορία και ένας από τους πιο ενεργούς τομείς της σύγχρονης φυσικής. Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης είναι το κεντρικό πλαίσιο. Υποστηρίζει ότι το σύμπαν ξεκίνησε πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια σε μια θερμή, πυκνή κατάσταση και έκτοτε διαστέλλεται και ψύχεται. Η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων, που ανακαλύφθηκε το 1964, είναι η ακτινοβολία που έχει απομείνει από εκείνη την πρώιμη εποχή. Είναι το παλαιότερο φως στο σύμπαν.

Η κοσμολογία έχει εξελιχθεί ραγδαία τις τελευταίες δεκαετίες. Παρατηρήσεις μακρινών σουπερνόβα αποκάλυψαν ότι η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται, λόγω μιας μυστηριώδους οντότητας που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια. Η σκοτεινή ύλη, η οποία δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως, αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος. Η συνηθισμένη ύλη, η ουσία των αστεριών, των πλανητών και των ανθρώπων, αποτελεί μόνο περίπου το 5%. Το υπόλοιπο είναι σκοτεινή ενέργεια. Το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας, που ονομάζεται Lambda-CDM, περιγράφει το σύμπαν ως επίπεδο, διαστελλόμενο και κυριαρχούμενο από σκοτεινή ενέργεια και ψυχρή σκοτεινή ύλη. Ταιριάζει αξιοσημείωτα καλά με τα δεδομένα, αλλά η φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας παραμένει άγνωστη.

Θέματα κοσμολογίας

• Μεγάλη έκρηξη. Προέλευση του σύμπαντος.
• Κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο. Ακτινοβολία από το πρώιμο σύμπαν.
• Σκοτεινή ύλη. Αόρατη μάζα που διαμορφώνει γαλαξίες.
• Σκοτεινή ενέργεια. Οδηγεί στην επιτάχυνση της διαστολής.
• Πληθωρισμός. Ταχεία επέκταση στο πρώτο κλάσμα του δευτερολέπτου.

Η κοσμολογία δεν αφορά μόνο το παρελθόν. Αφορά και το μέλλον. Το σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται και η μοίρα των πάντων εξαρτάται από τη σκοτεινή ενέργεια.