Wszechświat to określenie obejmujące całą czasoprzestrzeń, w której zawarte są gwiazdy, galaktyki, mgławice oraz wiele innych obiektów. Częścią Wszechświata jest Układ Słoneczny, Ziemia, a także jej mieszkańcy - ludzie. Odległość, na jaką możemy patrzeć w głąb Wszechświata, to 1,6 kwadrylionów kilometrów. Nie wiadomo, co znajduje się dalej, ani czy cokolwiek się tam znajduje.

Krążą różne teorie na temat początku Wszechświata. Początkowo panowało przekonanie, że Wszechświat jest stacjonarny - nie miał początku i nie będzie miał końca. Jednak współczesne badania dowodzą, iż Wszechświat się rozszerza. Jest to widoczne w takich zjawiskach, jak przesunięcie w kierunku czerwieni linii widmowych galaktyk (wynik oddalanie się obiektów we Wszechświecie), obecność helu w starych obiektach kosmicznych (pozostałość z początków Wszechświata) a także promieniowanie reliktowe (promieniowanie tła), które odpowiada promieniowaniu ciała doskonale czarnego w temperaturze 2,7K.

Obserwacje przestrzeni kosmicznej, przeprowadzane na Ziemi eksperymenty z wysokimi energiami, a także sposób rozszerzania się Wszechświata, nasunęły wniosek, iż Wszechświat powstał w wyniku tzw. Wielkiego Wybuchu (ang. Big Bang). Miało to miejsce około 15 mld lat temu. W pierwszych ułamkach sekund po wybuchu Wszechświat miał bardzo niewielkie rozmiary i olbrzymią gęstość - cała masa (i równoważna jej energia), obecne w dzisiejszym Wszechświecie, były skupione w bardzo małym obszarze. W wyniku działania gigantycznych energii utworzyły się cząstki elementarne, w kilka sekund po wybuchu powstały protony i neutrony, kilka minut później - jądra wodoru i helu. Atomy zaczęły się tworzyć dopiero kilkaset lat po Wielkim Wybuchu.

Dzięki ciągłym ruchom materii, nie została ona po wybuchu rozłożona równomiernie. W pewnych obszarach było większe zagęszczenie niż w innych. Dzięki temu około milion lat po Wielkim Wybuchy zaczęły powstawać pierwsze gwiazdy i galaktyki. Obecna temperatura Wszechświata, jak wynika z pomiarów promieniowania reliktowego, wynosi 2,7K.

Wbrew pozorom, Wszechświat nie składa się jedynie z olbrzymich obiektów, takich jak gwiazdy i planety, zawieszonych w absolutnej próżni. Cała przestrzeń jest wypełniona materią międzygwiezdną, złożoną w 99% z gazów, a także z drobnego pyłu. Materia ta ma jednak tak małą gęstość, że jest praktycznie niezauważalna. Obszary większego zagęszczenia materii międzygwiezdnej to mgławice. Gęstość mgławic, choć jest znacznie większa niż gęstość "próżni", jest bardzo mała w porównaniu z gęstością ziemskiej atmosfery. Mgławice mogą świecić własnym lub rozproszonym światłem, mogą być także ciemne - obserwuje się je wyłącznie, gdy przesłonią jakiś inny obiekt.

Oprócz materii międzygwiezdnej i olbrzymich obiektów, Wszechświat wypełniony jest przez promieniowanie elektromagnetyczne (fale mechaniczne nie mogą rozchodzić się w próżni). Promieniowanie to pochodzi zarówno od wysokoenergetycznych cząstek, jak i od gwiazd i innych świecących obiektów.

Bardzo ciekawymi obiektami kosmicznymi są kwazary - obserwowane w bardzo dużych odległościach (najbliższy Ziemi kwazar jest odległy o kilka miliardów lat świetlnych) ciała, które skupiają energię znacznie większą niż energia całej galaktyki. Kwazary nie są jednak galaktykami, ze względu na zbyt małe rozmiary. Kwazary emitują bardzo intensywne promieniowanie, o bardzo szerokiej linii widmowej. Linia ta jest przesunięta ku czerwieni, co wskazuje, iż kwazary poruszają się z olbrzymimi prędkościami. Według obecnie panujących teorii kwazary powstały w początkach Wszechświata, a ich energia pochodzi z czarnych dziur, pochłaniających ogromne ilości materii. Kwazary nie są obserwowane w pobliżu galaktyk.

Wszechświat wciąż jest zbadany tylko w niewielkim stopniu. Trudno przewidzieć, czy i jaki będzie jego koniec. Wiele zależy od tego, jaka jest średnia gęstość materii we Wszechświecie. Jeśli jest ona mniejsza od pewnej gęstości krytycznej, to Wszechświat będzie w nieskończoność się rozszerzał (teoria "Wszechświata otwartego"). Jeśli średnia gęstość materii jest równa gęstości krytycznej, to Wszechświat będzie się rozszerzał z prędkością malejącą do zera. Jeśli jednak średnia gęstość materii we Wszechświecie jest większa od gęstości krytycznej, to w pewnym momencie Wszechświat przestanie się rozszerzać i nastąpi proces przeciwny - kurczenie się (Wielki Krach). Taka teoria określa Wszechświat jako zamknięty.

Bardzo trudno jest określić średnią gęstość materii we Wszechświecie. Biorąc pod uwagę jedynie materię świecącą, jej gęstość wskazuje na to, iż Wszechświat będzie się rozszerzał w nieskończoność. Jednak w rzeczywistości galaktyki mają znacznie większą energię, niż wskazuje na to materia świecąca. Sugeruje to istnienie tak zwanej ciemnej materii. Zależnie od jej ilości, gęstość Wszechświata może przekraczać gęstość krytyczną, co oznaczałoby Wszechświat zamknięty.

Na szczęście wydarzenia takie jak Wielki Krach są bardzo odległe, i raczej nie zdarzą się za naszego życia. Ziemi nie grozi także wygaśnięcie Słońca, które według obliczeń powinno świecić jeszcze przez 4,5 mld lat. Jedyne, co może się zdarzyć, to kolizja Ziemi z innymi ciałami niebieskimi. Na szczęście na razie nie są znane żadne obiekty podążające w stronę naszej planety.