Das Universum umfasst alles, was existiert: Alle Zeit, Energie, und Materie im Weltraum, vom winzigsten Asteroiden zu den größten Galaxien. Das Wissenschaftsgebiet der Kosmologie beschäftigt sich mit den grundlegenden Fragen zum Universum. Wie begann es? Wie wird es enden? Gibt es noch weitere Universen hinter unserem? Für die Beantwortung erstellen Forscher Modelle zu ihren Theorien, die Phänomene darstellen und vorhersagen, die wir nicht beobachten können, zum Beispiel die Entstehung des Universums. Die Modelle werden anhand von Ergebnissen aus der Beobachtung von Sternen und Galaxien verglichen und überprüft. Mit unserem wachsenden Wissen werden ältere verworfen und neue erstellt, die plausibler erscheinen.
Während der letzten 2.000 Jahre gab es drei Hauptphasen im Verständnis des Universums. Die erste datieren wir auf etwa 360 v.Chr., als die griechischen Philosophen Platon und Aristoteles ein geozentrisches Bild des Universums entwarfen. „Geo“ ist das griechische Wort für Erde, und so stellt dieses Modell die Erde ins Zentrum des Alls, umkreist von der Sonne, den Planeten und Sternen. Dieses im 2. Jh. nach Chr. durch Ptolemäus ausgearbeitete Weltbild war allgemein anerkannt, bis im 16. Jahrhundert die mathematischen Theorien von Kopernikus, gefolgt von Isaac Newtons Gravitationsgesetz zur Erkenntnis führten, dass die Sonne im Zentrum des Universums steht. Dieses Modell wird heliozentrisches Weltbild genannt, nach dem griechischen Wort „Helios“ für Sonne. Auf das Sonnensystem traf es zu, aber es reichte nicht aus, um das weitere Universum zu erfassen.
Die dritte kosmologische Revolution begann 1915, als Albert Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie veröffentlichte. Er arbeitete heraus, dass massereiche Objekte wie Sterne und Galaxien den Raum um sich herum krümmen – so wie ein schwerer Erwachsener das Netz eines Trampolins senkt. Auf Basis von Einsteins Theorie gelangte der belgische Physiker Georges Lemaître zu dem Schluss, dass das Universum sich in alle Richtungen ausbreitet. Er hatte keine Daten, um seine Theorie zu überprüfen. Aber inzwischen hatte Edwin Hubble 1929 vom Mount-Wilson-Observatorium in Kalifornien aus beobachtet, dass sich Galaxien schnell voneinander weg bewegen. Lemaître sah Hubbles Beobachtungen als Beweis für seine „Urknalltheorie“, wie man sie heute nennt: Die Vorstellung, dass das Universum vor 14 Milliarden Jahren begann, kein Zentrum besitzt und sich seit seiner Entstehung stetig entwickelt und verändert.
