La cosmologia és l'estudi de l'estructura i la història de l'Univers a gran escala. El terme fou introduït per l'escolàstica i el racionalisme alemany i prové del grec antic κοσμολογία kosmologia, de κόσμος kósmos, "món en ordre" i λογία logía, "estudi, discurs". Tracta de l'origen, l'estructura i les lleis de l'Univers. Es relaciona amb la filosofia i la religió, tot i que actualment se la utilitza només per a designar una branca de l'astronomia. La cosmologia és la més antiga de les ciències. La recerca dels nostres orígens no ha deixat de fascinar la humanitat. Històricament, se sol dividir en quatre etapes: grega, medieval, moderna i contemporània.
Els descobriments de les ciències van fer que, al canvi del segle xix al xx, es pogués crear un corpus en què la cosmologia, lluny de les especulacions de segles anteriors, pren un contingut científic, basat en els descobriments en astronomia, teoria de la relativitat i mecànica quàntica. La cosmologia contemporània esdevé, des d'un conjunt d'especulacions, una autèntica ciència. A partir d'aquí, queden una sèrie de temes d'interès per als científics:
Futur
L'abundància de matèria, i falta d'antimatèria. Possiblement deguda a la violació de la simetria CP (càrrega, paritat). A causa d'aquesta violació de la càrrega-paritat, la matèria i l'antimatèria no s'haurien aniquilat mútuament totalment. Una petita quantitat de matèria hauria sobreviscut a l'aniquilació, perquè una part de l'antimatèria s'hauria desintegrat en matèria.
La forma de l'Univers. La geometria de l'Univers, presa com un tot, no ha estat encara definida per la ciència. S'ha interpretat la cartografia del fons còsmic de microones feta pel satèl·lit WMAP com una ratificació del model cosmològic vigent, és a dir: un univers pla, infinit, i en expansió accelerada. Una interpretació alternativa d'aquestes dades proposa un univers dodecaèdric de Poincaré, en què les cares oposades estarien connectades, de tal manera que sortint per l'una s'entra per l'altra.
La teoria inflacionària. El model estàndard del big-bang calent erra en l'objectiu en dos ordres de magnitud quan intenta explicar les inhomogeneïtats observades pel COBE en la radiació de fons (la nau Planck, que serà llançada el 2007, en farà un mapa més detallat); per aquest motiu, es postula un univers primigeni inflacionari, amb una expansió molt superior a la que s'observa actualment.
L'expansió creixent de l'Univers. Diverses observacions suggereixen que l'Univers està en expansió creixent. Això podria ser explicat per diferents mecanismes no ben coneguts. En el futur es podrà esbrinar, potser, quin factor és el responsable de l'expansió creixent.
S'intenten detectar les ones gravitatòries, produïdes per diferents fenòmens, amb els observatoris LIGO de Hanford, Washington, i Livingston (Louisiana), a més hi ha el detector TAMA 300 (fora de funcionament a causa d'un terratrèmol), el GEO 600, patrocinat pel Regne Unit i Alemanya, VIRGO, patrocinat per Itàlia i França. A final del 2003, entraran en funcionament sis nous detectors d'ones gravitatòries: dos a Hanford, un a Livingston, a Hannover, a Pisa, i a Tòquio.
El projecte Supernoves i Cosmologia està preparant la posada en òrbita del telescopi SNAP.
