A cosmologia estuda o universo no seu todo: a sua origem, a sua estrutura, a sua evolução, o seu destino. É a ciência de maior escala que existe e, no último século, transformou-se de especulação em medição precisa.

O panorama atual é estranho. O universo começou num estado quente e denso há 13,8 mil milhões de anos. Expandiu-se, arrefeceu e formou átomos, estrelas, galáxias e aglomerados. Ainda está a expandir-se, e essa expansão está a acelerar, impulsionada por algo chamado energia escura. A matéria comum, a substância que constitui as estrelas, os planetas e as pessoas, representa apenas cerca de 5% do universo. A matéria escura representa cerca de 27%. O restante é energia escura.

Os cosmólogos utilizam múltiplas linhas de evidência: a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a distribuição das galáxias, a abundância de elementos leves e a expansão acelerada medida a partir de supernovas. Estas observações ajustam-se a um modelo chamado Lambda-CDM, que é o modelo padrão da cosmologia. Não é completo, mas funciona de forma notável.

As maiores questões em aberto são o que são realmente a matéria escura e a energia escura. Responder a estas questões exigirá nova física, novas experiências e, provavelmente, novas ideias.