КОСМОЛО́ГІЯ (від космо… і … логія) — роз­діл астрономії; наука, що досліджує походже­н­ня, еволюцію, структуру Всесвіту в цілому, його просторових і часових мас­штабів, матеріального наповне­н­ня: протозоряної речовини, зірок, зоряних асоціацій, галактичних систем. Сучасна К. — когніфікативна галузь зна­н­ня, створена на стику астрономії, фізики та філософії. Найбільш загальних положе­н­ня К. мають без­посередні фі­­лософські характер, тому К. — арена змагань світо­глядів.

Перші наївні космологічні уявле­н­ня зародилися у результаті прагнень людини осягнути своє місце у світобудові. Для цих світо­глядів характерні антропоморфізм і антропоцентризм. Становле­н­ня К. від­бувалося у взаємозвʼязку абстрактних мисле­н­ня та засобів, методів спо­стереже­н­ня. Багато загальних питань К. по­ставлені філософською думкою задовго до можливості вирішувати їх в астрономії та фізиці. Давньо­грецькі філософи прагнули зʼясувати: Всесвіт — єдине ціле чи множина окремих світів, він скінчен­ний чи без­конечний? Ідея Всесвіту як єдиного, вічного та закономірного про­­цесу наявна уже у Геракліта.

У формуван­ні наукових ідеї виникнен­­ня усього земного й небесного природного шляхом важливу роль ві­діграло багатовікове протиборство геоцентризму і геліоцентризму. Накопиче­н­ня даних спо­стережень та під­казана античною філософією впевненість у тому, що за видимим заплутаним рухом планет приховані закономірні істин­ні рухи, при­­з­­вели до створе­н­ня Геоцентричної системи світу, яку змінили після жорстокої боротьби з церк­­вою та схоластикою на Геліоцентричну систему світу. Наукова К. завдячує виникне­н­ням не тільки практиці астрономічних спо­стережень, а й створен­ню та удосконален­ню фундаментальних фізичних теорій. Наукова форма К. залежить від того, яка саме фізична тео­рія лежить в основі опису Всесвіту. Згідно з цим, роз­різняють ньютонівські, загально-релятивістські, квантову космологію. Після від­кри­т­тя І. Ньютоном закону всесвітнього тяжі­н­ня космологічну про­блему по­ставили як фізичну задачу — про поведінку без­конечних системи тя­­жіючих мас. При цьому виникли космологічні парадокси. Мета К. — побудова моделі Всесвіту на базі сучасних фізичних та астрономічних знань. Ньютонівська К. (базується на механіці та теорії тяжі­н­ня І. Ньютона) дала ключ до законів руху небесних тіл і ввела у фізику концепцію однорідних та нескінчен­них простору й часу. Загально-релятивістська К. спирається на дані спо­стережень позагалактичної астрономії та Від­носності теорію.

Фундаментальний є висновок про нестаціонарність Всесвіту (взаємне від­дале­н­ня скупчень галактик — роз­шире­н­ня Всесвіту). Це твер­­дже­н­ня базується на ефективності червоного зміще­н­ня ліній у спектрах далеких галактик. У працях А. Айнштайна та О. Фрід­­мана показано, що Всесвіт, заповнений речовиною, яка гравітує, не може бути стаціонарним, він може роз­ширюватися або стискатися. Найважливіши­­ми спо­стереже­н­нями, які під­твердили фрідманівські моделі Всесвіту, стали від­кри­т­тя ефекту «роз­біга­н­ня» галактик («червоне зміще­н­ня», 1929) і реліктового ви­промінюва­н­ня (1969). Квантовопольова К. (або К. Великого вибуху) виникла на базі по­єд­на­н­ня принципів квантових тео­­рії поля і загальної теорії від­носності, приводить до фізичної схеми, яка по-новому від­повід­ає на одвіч­­ні космологічні пита­н­ня. Від­повіді на пита­н­ня про те, якою є фізична природа Великого вибуху і що було до нього, можливі лише в межах квантових теорії поля, для якої органічними є процеси народже­н­ня й знище­н­ня різних квантових збуджень — хвиль, часток, систем часток і полів. Всесвіт тут моделюється як специфічна гравітаційно повʼязана система часток і полів, яка у процесі роз­вит­­ку проходить ряд послідовних станів. За сучасних уявле­н­нями, роз­шире­н­ня Всесвіту почалося близько 20 млрд р. тому з дуже щільного й гарячого стану («гарячий» Всесвіт). Цей висновок під­тверджено існува­н­ням т. зв. реліктового ви­промінюва­н­ня, яке інтре­претують як залишок епохи високих щільностей і температури. Існує кілька космологічних моделей, що намагаються узгодити спо­стережні дані про Всесвіт з основними принципами фізики. Найбільш роз­роблені однорідні ізотропні моделі гарячого роз­ширювано­­го Всесвіту — т. зв. від­крита, плоска і закрита моделі Фрідмана; базуються на роз­вʼязках рівнянь (А. Айнштайна) релятивістської теорії гравітації, одержаних 1923 року О. Фрідманом, і теорії «гарячого» Всесвіту, за­пропоновано 1948 року Дж. Ґамовим та ін. Ця теорія пояснює від­носний вміст водню, гелію та важких елементів у Всесвіті термо­ядерним синтезом в умовах надщільного і гарячого станів матерії на ран­ній стадії роз­шире­н­ня Всесвіту. З неї випливало завбаче­н­ня існува­н­ня Всесвіту у сучасну епо­ху «реліктового» ви­промінюва­н­ня з температурою у кілька градусів Кельвіна. Таке ви­промінюва­н­ня від­крили 1965 року у результаті роз­витку мікрохвильової радіоаст­­рономії, воно стало під­твердже­н­ням мо­делі «гарячого» Все­­світу.

Епохальні від­кри­т­тя при­скореного роз­бігу далеких галактичних скупчень, зроблене С. Перлмут­тером, Б. Шмідтом і А. Ріс­сом, і від­значене 2011 року Нобелівською премію з фізики, змінює охарактеризоване вище ро­зумі­н­ня сучасної стадії космологічної еволюції. До цього від­кри­т­тя вважалося, що вся історія космологічного роз­шире­н­ня — це історія його загаса­н­ня, яке не припинялося з початку Великого вибуху. Після цього від­кри­т­тя зʼясувалося, що наша епоха — це період зміни режиму вповільне­н­ня режимом при­скореного роз­шире­н­ня. А це значить, що наш Всесвіт роз­штовхує якась неві­дома науці сила з негативним тиском — темна енергія. Ви­зна­н­ня цього факту пере­творює попередню К., яка описувала Всесвіт як «зоряне небо над головами», у «руїни». Зʼясувалося, що вся колишня К. описувала лише 5 % матеріальної суб­станції, яка заповнює кос­­мічний про­стір. Про існува­н­ня інших  % матеріальної суб­станції (тобто темної матерії й темної енергії), творці попередньої К. навіть не пі­до­зрювали. Саме тому попередня К. втратила статус науки, яка адекватно описує світобудову у всій її незбагнен­ній складності. Перед К. столі­т­тя по­стало мас­штабне зав­да­н­ня опису Все­­світу у всій його тотальності, тобто опису єд­ності «зоряного неба над головами» і темної ма­­теріальної суб­станції, яка хо­­вається за цією «світловою завісою».

У новій космологічній картині Все­світу домінує фізичний вакуум, який по щільності енергії пере­вершує всі звичайні форми космічної матерії разом узяті. Вакуум створює космічну анти­гравітацію, яка керує динамікою космологічного роз­шире­н­ня в сучасну епоху. Через це космологічне роз­шире­н­ня при­скорюється, а чотиривимірний про­стір-час Всесвіту стає статичним.