Unibertsoaren eboluzioa lege fisikoen bidez eta behaketa astronomikoez baliatuz ikertzen duen zientzia da kosmologia. Antzinako grekoetatik datozkigun zientzia fisikoetatik zaharrena da, eta unibertsoko eduki guztien (planeta, izar, galaxia, zulo beltz eta beste objektu kosmikoen) eboluzioa zenbait arlotan sailkatzen du. Neurri batean, sailkapena eskalaren arabera egiten da, eta mundu mikroskopikoa eta makroskopikoa bereizten dira. Alde batetik, partikulen astrofisika dago, unibertsoaren jaiotzan edo Big Bangaren unean sortu ziren partikulak eta lege fisikoak ikertzen dituena, eta, beste aldetik, kosmologia kuantikoa, eskala handienetan unibertsoaren behaketen mugetatik haratago izan daitezken mundu exotikoak aztertzen dituena. Kosmologiaren bi arlo horiek dira egun garrantzitsuenak eta muturrenekoak. Tarteko eremua astronomia tradizionalak betetzen du: galaxien egitura eta beste objektu kosmikoak ikertzen ditu, beti behaketa astronomikoak oinarri hartuz.

Kosmologiaren etimologia antzinako grekoan bilatu behar dugu: kosmos (jatorrian, Κόσμος) hitzaren esanahia “unibertso ordenatu eta ederra” da. Grekoak jabetu ziren unibertsoak arauak dituela eta ordenatua dela (oraindik ez zuten argi ulertu lege fisikoa kontzeptu matematiko gisa, baina bazekiten unibertsoa ez zela kaotikoa). Epikuro, Aristarko eta Hiparko filosofoek pentsatzen zuten unibertsoa infinitua zela, hau da, apeiron edo “mugagabea”. Sinesmen horrek mendebaldeko tradizioan jarraitu du denbora luzez.

1584an, Giordano Bruno italiar filosofoak De l’infinito, universo e mondi (Infinituari, unibertsoari eta munduei buruz) liburua argitaratu zuenean eman zuen kosmologiak lehen pausoa. Brunok zioen Eguzkia izar bat dela, zeruko beste izar guztiak bezalakoa. Bat-batean Eliza katolikoak begiko zuen ikusmolde heliozentrikoa baztertuz, unibertsoa bestelako leku bihurtu zen. Haatik, XX. mendean jaio zen benetan kosmologia modernoa. 1920ko hamarkadan, Big Bangaren teoriaren lehen zantzuak aurkitu zituzten De Sitter, Friedmann eta Lemaître matematikariek, Einsteinen erlatibitatearen teoria orokorra erabiliz. Einsteinen ekuazio matematikoak baliatuz, matematikariak laster jabetu ziren unibertsoa nekez izan zitekeela geldia edo estatikoa, teoriaren arabera big bang edo "eztanda erraldoi" baten ondorioz sortu zela unibertsoa, mugatua dela eta norabide guztietan garatzen den biribil erraldoi baten antzera handitzen eta hedatzen dela.

Garai bertsuan, Edwin Hubble astronomoak aurkitu zuen galaxiak gugandik urruntzen ari direla norabide guztietan, eta, beraz, unibertsoa hedatzen ari dela. Big Bangaren teoria frogatzeko, ordea, laurogei urte igaro behar izan ziren. 1965ean, Penzias eta Wilson astronomoek mikrouhin-erradiazio kosmikoa aurkitu zuten; hau da, unibertsoaren hasieran edo Big Bangaren momentuan hedatu zen argi-izpi erraldoi edo flash kosmikoa, orain beha dezakegun antzinako “arrastoa”, alegia.

1990eko hamarkadan, aurkikuntza esanguratsuak egin ziren behaketa astronomikoen bidez, eta, horiei esker, kosmologiaren eredu teorikoak nabarmen garatu ziren. Alde batetik, aurkitu zen mikrouhin-erradiazioa ez-homogeneoa zela; horrenbestez, lehen aldiz ulertu ahal izan zen lege fisikoen bidez unibertsoan ikusten diren galaxien eta egitura kosmikoen sorrera eta eboluzioa Big Bangaren unetik gaur egunera arte. Bestalde, 1997an behaketek frogatu zuten unibertsoa abiadura aldakorrean hedatzen dela eta, denbora igaro ahala, hedapena azkarragoa dela. Etorkizunean, beraz, galaxiak geroz eta urrunago izango dira bata bestearengandik, eta unibertsoa amaigabe garatuko da.

Azken hamarkadetan, kosmologia modernoak galdera epistemologiko sakonak topatu ditu: ez du oraindik erabaki behaketa astronomiko eta neurketa zientifikoetatik haratago dauden eremuetan nola jokatu. Metodo zientifiko tradizionalak behar-beharrezkoa du esparru teorikoa eta esperimentala lotuak izatea. Alabaina, metodo zientifiko berri baten ezean, kosmologia modernoak eta, bereziki, soken teoriak, supersimetriak eta partikulen fisikako beste arlo teorikoek derrigor erabili behar izan dituzte matematika eta printzipio orokorrak eredu teoriko hipotetikoak sortzeko eta behaketen eremutik haratago dagoen unibertsoa eta lege fisikoak ulertzeko. Eredu (ez teoria) kosmologiko horien esanahia eztabaidagarria izan daiteke.

Hubbleren eremu ultrasakoneko zenbait galaxiaren irudi-xehetasuna (iturria: NASA)