什么是宇宙学？
几千年来人类一直在观察星星，并想知道宇宙是如何形成的。但直到第一次世界大战期间，研究人员才开发出第一批观测仪器和理论工具，将这些重大问题转化为一个精确的研究领域：宇宙学。普林斯顿大学(Princeton University)宇宙学家保罗斯坦哈特(Paul Steinhardt)说：我认为宇宙学是人类感兴趣的最古老的学科之一，但也是最新型的科学之一。简单地说，宇宙学研究的是作为一个整体的宇宙，而不是单独分析充满宇宙的恒星、黑洞和星系。这个领域提出了一些重大问题：宇宙从何而来？
为什么它有恒星，星系和星系团？接下来会发生什么？纽约大学的粒子物理学家Glennys Farrar说：宇宙学正试图为宇宙的本质绘制一幅非常大的图景。因为这门学科涉及到许多现象，从真空中粒子到空间和时间的结构，宇宙学吸引了大量的领域，包括天文学、天体物理学以及越来越多的粒子物理学。宇宙学的某些部分完全属于物理学，某些部分完全属于天体物理学，还有一些部分是前后往复的，这是兴奋的一部分。
一部宇宙史该领域的跨学科性质有助于解释其起步相对较晚的原因，直到20世纪20年代，阿尔伯特·爱因斯坦提出广义相对论之后不久，我们对宇宙的现代图景才开始融合在一起。广义相对论是一个数学框架，将引力描述为空间和时间弯曲的结果。在你理解引力的本质之前，你无法真正解释为什么事物是这样的。其他力对粒子有更大的影响，但重力是行星、恒星和星系领域的主要参与者。艾萨克·牛顿对引力的描述也经常适用于这个领域，但它把空间(和时间)当作一个刚性、不变的背景来衡量事件。
· 宇宙中充满了恒星、气体云、星系、黑洞等等，是为什么呢？图片：NASA Images
爱因斯坦的研究表明，空间本身可以膨胀和收缩，把宇宙从舞台转移到演员，并把它作为一个动态的研究对象带入战斗。20世纪20年代中期，天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)在加州威尔逊山天文台(Mount Wilson Observatory)用最近建成的100英寸(254厘米)胡克望远镜(Hooker telescope)进行了观测。他试图解决关于天文学家能看到的太空中某些星云位置的争论。哈勃证明了这些“星云”并不是小的、局部的云，而是巨大、遥远的星团，类似于我们的银河系——用当时的话说就是“岛屿宇宙”。
今天，我们称它们为星系，并且知道它们的数量有数万亿+。从宇宙的角度来看，最大的剧变还没有到来。哈勃在20世纪20年代末的研究表明，各个方向的星系都在加速远离我们，这引发了数十年的进一步辩论。20世纪60年代，对宇宙微波背景辐射(CMB)的最终测量（宇宙早期遗留下来的光线，后来被拉伸成微波）证明了现实与广义相对论提出的一种可能性相符：宇宙从小而热开始，就变得越来越大，越来越冷。这个概念后来被称为“大爆炸理论”，它让宇宙学家感到震惊，因为它暗示着即使是宇宙也可能有一个开始和一个结束。但至少那些天文学家可以在望远镜里看到星系的运动
