Kozmológia

Disciplíny

Fyzika a astrofyzika zohráva hlavnú úlohu v tvorení nášho porozumenia vesmíru pomocou vedeckých pozorovaní a experimentov. Fyzikálna kozmológia využíva tiež matematické a pozorovacie analýzy celého vesmíru. Všeobecne sa za začiatok považuje Veľký tresk takmer okamžite nasledovaný kozmickou infláciou - rozpínanie priestoru, z ktorého vznikol vesmír zhruba pred 13,798 ± 0,037 miliardou rokov.
Kozmológovia tvrdia, že história vesmíru je kompletne riadená fyzikálnymi zákonmi. Medzi oblasťami náboženstva a vedy sa nachádza filozofická perspektíva metafyzickej kozmológie. Táto starobylá oblasť výskumu hľadá intuitívne závery o povahe vesmíru, človeka a nadprirodzeného stvoriteľa a ich vzájomné vzťahy na základe faktov zo spirituálnych zážitkov alebo pozorovaní.
Náboženské mýty o stvorení vesmíru vysvetľujú existenciu a  povahu reality. Názory na pôvod (kozmogóniu) a konečný stav (eschatológiu) vesmíru tvoria základné prvky náboženského pohľadu na úlohu ľudstva vo vesmíre.

Fyzikálna kozmológia

Fyzikálna kozmológia je časťou fyziky a astrofyziky, ktorá skúma fyzikálny pôvod a vývoj vesmíru. Tiež skúma povahu vesmíru v najväčších mierkach. V najstaršej forme predstavovala to, čo dnes poznáme ako nebeská mechanika, skúmanie neba. Grécki filozofi Aristarchos zo Samosu, Aristoteles a Ptolemaios predložili rozličné kozmologické teórie. Geocentrický Ptolemaiovský model bol akceptovanou teóriou, popisujúcou pohyb na nebi, až do 16. storočia kedy Mikuláš Kopernik a neskôr Johannes Kepler a Galileo Galilei predstavili heliocentrický model.
Problém nebeského pohybu konečne vyriešil až Isaac Newton publikovaním jeho knihy Principia Mathematica v roku 1687. Newton poskytol fyzikálny mechanizmus pre Keplerove zákony a svoj zákon univerzálnej gravitácie. Základným rozdielom medzi Newtonovskou kozmológiou a jej predchodcami bol Kopernikov princíp, tzn. že pre telesá na zemi platia rovnaké zákony ako pre nebeské telesá. To bola kľúčová myšlienka pre pokrok fyzikálnej kozmológie.
Za začiatok modernej kozmológie sa považuje publikovanie poslednej Einsteinovej úpravy všeobecnej relativity v roku 1917 v publikácii "Cosmological Considerations of the General Theory of Relativity". Všeobecná relativita prinútila kozmogonistov ako Willem de Sitter, Karl Schwarzschild a Arthur Eddington skúmať astronomické následky teórie, čo ešte viac pomohlo možnosti pozorovať čoraz vzdialenejšie objekty. Predtým fyzici predpokladali, že vesmír je statický a nemenný.   
Súčasne vrcholila dlhodobá debata o štruktúre vesmíru. Harlow Shapley, astronóm observatória Mount Wilson, bol špecialistom na model kozmu tvoreného iba Mliečnou cestou, zatiaľ čo Heber D. Curtis tvrdil, že špirálové hmloviny sú samostatné galaxie -ostrovy vo vesmíre. Rozdiely v myšlienkach vyvrcholili vo Veľkej debate na stretnutí Národnej akadémie vied 26. apríla 1920 vo Washingtone. Riešenie tejto diskusie priniesol Edwin Hubble a objav novy v galaxii Androméda v rokoch 1923 a 1924. Výpočet vzdialenosti potvrdil, že Androméda sa nachádza veľmi ďaleko za hranicami Mliečnej cesty.
Nasledujúce modely vesmíru skúmali možnosť, že kozmologická konštanta, predstavneá Einsteinom v roku 1917, povoľuje expanziu vesmíru, v závislosti na jej hodnote. Na základe toho vytvoril belgičan Georges Lemaitr v roku 1927 model Veľkého tresku, ktorý neskôr v roku 1929 potvrdil Edwin Hubble objavom červeného posunu a ďalej, Arno Penzias a Robert Woodrow Wilson, objavom kozmického mikrovlnného pozadia v roku 1964. Tieto objavy predstavovali prvý krok k vylúčeniu niektorých alternatívnych kozmologických teórií.
Súčasné pozorovania žiarenia kozmického mikrovlnného pozadia satelitmi COBE a WMAP efektívne, v očiach mnohých vedcov, zmenili kozmológiu z vysoko špekulatívnej vedy na vedu, ktorá poskytuje reálne predpoklady. Tieto pozorovania sa zhodujú s predpokladmi teórie Kozmickej inflácie. Práve pre tieto objavy mnoho vedcov označuje súčasnosť ako zlatý vek kozmológie.