Kosmologi studerar universum som helhet. Dess ursprung, dess struktur, dess evolution, dess öde. Det är den mest omfattande vetenskapen som finns, och den har under det senaste århundradet omvandlats från spekulation till precisionsmätning.

Den moderna bilden är märklig. Universum började i ett varmt, tätt tillstånd för 13,8 miljarder år sedan. Det expanderade, svalnade och bildade atomer, stjärnor, galaxer och stjärnhopar. Det expanderar fortfarande, och den expansionen accelererar, driven av något som kallas mörk energi. Vanlig materia, bestående av stjärnor, planeter och människor, utgör bara cirka 5 procent av universum. Mörk materia står för cirka 27 procent. Resten är mörk energi.

Kosmologer använder flera bevislinjer: den kosmiska bakgrundsstrålningen, galaxernas utbredning, mängden ljusa element och den accelererande expansionen mätt från supernovor. Dessa observationer passar samman till en modell som kallas Lambda-CDM, vilket är standardmodellen för kosmologi. Den är inte komplett, men den fungerar anmärkningsvärt bra.

De största öppna frågorna är vad mörk materia och mörk energi egentligen är. Att besvara dem kommer att kräva ny fysik, nya experiment och förmodligen nya idéer.