Vũ trụ học là ngành nghiên cứu vũ trụ một cách toàn diện. Nó đặt ra các câu hỏi về nguồn gốc vũ trụ, sự tiến hóa và thành phần cấu tạo của vũ trụ. Đây là một trong những lĩnh vực nghiên cứu lâu đời nhất trong lịch sử loài người và là một trong những lĩnh vực năng động nhất của vật lý hiện đại. Thuyết Vụ nổ lớn là khuôn khổ trung tâm. Thuyết này cho rằng vũ trụ bắt đầu khoảng 13,8 tỷ năm trước trong trạng thái nóng và đặc, và đã liên tục giãn nở và nguội đi kể từ đó. Bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB), được phát hiện vào năm 1964, là bức xạ còn sót lại từ kỷ nguyên sơ khai đó. Nó là ánh sáng cổ xưa nhất trong vũ trụ.

Ngành vũ trụ học đã phát triển nhanh chóng trong những thập kỷ gần đây. Quan sát các siêu tân tinh ở xa cho thấy sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc, được thúc đẩy bởi một thực thể bí ẩn gọi là năng lượng tối. Vật chất tối, không phát ra hay hấp thụ ánh sáng, chiếm khoảng 27% vũ trụ. Vật chất thông thường, thành phần cấu tạo nên các ngôi sao, hành tinh và con người, chỉ chiếm khoảng 5%. Phần còn lại là năng lượng tối. Mô hình chuẩn của vũ trụ học, được gọi là Lambda-CDM, mô tả vũ trụ là phẳng, đang giãn nở và bị chi phối bởi năng lượng tối và vật chất tối lạnh. Nó phù hợp với dữ liệu một cách đáng kể, nhưng bản chất của vật chất tối và năng lượng tối vẫn chưa được biết đến.

Các chủ đề vũ trụ học

• Vụ nổ lớn.
• Bức xạ nền vi sóng vũ trụ.
• Vật chất tối.
• Năng lượng tối. Thúc đẩy sự giãn nở gia tốc.
• Lạm phát.

Vũ trụ học không chỉ nghiên cứu về quá khứ. Nó còn nghiên cứu cả tương lai nữa. Vũ trụ sẽ tiếp tục giãn nở, và số phận của mọi thứ phụ thuộc vào năng lượng tối.