Kajian alam semesta, atau kosmologi, adalah studi ilmiah tentang asal-usul, evolusi, struktur berskala besar, dan nasib akhir dari kosmos. Ini adalah salah satu bidang ilmu pengetahuan paling mendasar dan ambisius, mencoba menjawab pertanyaan-pertanyaan filosofis terdalam menggunakan alat matematika dan observasi fisik.
Sejak peradaban kuno, manusia telah menatap langit malam, mencoba memahami tempat mereka di dalamnya. Namun, revolusi ilmiah, terutama dengan penemuan teleskop dan perkembangan fisika modern, mengubah kajian ini dari ranah mitologi menjadi ilmu pengetahuan yang ketat. Dengan kemajuan teknologi observasi, kita kini mampu melihat jauh melampaui batas tata surya kita, hingga ke tepi alam semesta yang teramati.
Kajian alam semesta modern bertumpu pada tiga pilar utama yang saling mendukung dan membatasi satu sama lain, yaitu Teori Relativitas Umum Einstein, Mekanika Kuantum, dan data observasional dari teleskop canggih.
Teori Albert Einstein mendeskripsikan gravitasi bukan sebagai gaya, melainkan sebagai kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh massa dan energi. Kerangka matematika ini menjadi dasar untuk memahami dinamika bintang, galaksi, dan evolusi alam semesta secara keseluruhan. Persamaan medan Einstein memberikan landasan bagi model Big Bang.
Tanpa pengamatan, teori hanyalah spekulasi. Dua penemuan observasional paling penting yang membentuk pemahaman kita tentang alam semesta adalah:
Meskipun kemajuan luar biasa telah dicapai, kajian alam semesta saat ini didominasi oleh dua entitas misterius yang mendominasi massa-energi total kosmos:
Materi gelap tidak memancarkan, menyerap, atau memantulkan cahaya, sehingga tidak dapat dideteksi secara langsung. Namun, keberadaannya disimpulkan dari efek gravitasinya terhadap pergerakan galaksi dan gugus galaksi. Diperkirakan sekitar 27% dari total massa alam semesta terdiri dari materi gelap.
Penemuan bahwa perluasan alam semesta tidak melambat, melainkan justru semakin cepat, menunjuk pada keberadaan energi gelap. Energi ini bertindak seperti antitesis gravitasi, mendorong ruang untuk mengembang lebih cepat. Energi gelap merupakan komponen terbesar, diperkirakan menyumbang sekitar 68% dari total energi-massa alam semesta.
Kajian alam semesta adalah perjalanan tanpa akhir menuju pemahaman. Dari partikel subatomik hingga struktur kosmik terbesar, upaya untuk menyatukan relativitas dengan mekanika kuantum—sering disebut teori gravitasi kuantum—tetap menjadi tantangan utama. Memahami materi dan energi gelap adalah kunci untuk meramalkan nasib akhir kosmos, apakah ia akan terus mengembang tanpa batas, ataukah akan mengalami 'Big Crunch' di masa depan yang sangat jauh. Setiap teleskop baru dan setiap perhitungan baru membuka jendela baru menuju keagungan dan misteri yang tak terlukiskan di sekitar kita.