Alam semesta adalah subjek studi yang paling luas dan misterius yang pernah dihadapi oleh umat manusia. Sejak awal peradaban, kita telah berusaha memahami asal-usulnya, strukturnya, dan nasib akhirnya. Upaya ini telah melahirkan berbagai teori tentang alam semesta, yang terus berkembang seiring dengan kemajuan alat observasi dan fisika teoretis.
Saat ini, model yang paling diterima dan didukung oleh bukti observasional kuat adalah Teori Ledakan Besar atau Big Bang. Teori ini bukan tentang ledakan di dalam ruang, melainkan tentang ekspansi ruang itu sendiri dari keadaan yang sangat panas dan padat sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu. Bukti utama yang mendukung teori ini meliputi:
Meskipun Big Bang memberikan kerangka waktu yang luar biasa akurat untuk evolusi kosmik, teori ini mengungkap misteri yang lebih besar. Ketika para ilmuwan mengukur massa total alam semesta berdasarkan tarikan gravitasi, mereka menemukan ketidaksesuaian besar. Materi yang kita kenal—bintang, planet, gas—hanya menyusun sekitar 5% dari total massa-energi alam semesta.
Sisanya terbagi antara Materi Gelap (Dark Matter) (sekitar 27%) dan Energi Gelap (Dark Energy) (sekitar 68%). Materi Gelap adalah substansi misterius yang tidak memancarkan atau menyerap cahaya, namun keberadaannya disimpulkan melalui efek gravitasinya pada pergerakan galaksi dan gugus galaksi. Sementara itu, Energi Gelap adalah kekuatan yang mendorong percepatan ekspansi alam semesta, melawan tarikan gravitasi.
Upaya untuk mengidentifikasi partikel Materi Gelap terus dilakukan, melibatkan eksperimen sensitif di bawah tanah, namun hingga kini, mereka tetap menjadi entitas hipotetis yang diperlukan oleh model matematika kita.
Di luar kerangka standar Big Bang (yang sering digabungkan dengan model Lambda-CDM), ada beberapa teori tentang alam semesta lain yang mencoba menjawab pertanyaan di luar cakupan model saat ini, terutama mengenai apa yang terjadi sebelum Big Bang.
Beberapa fisikawan mengusulkan bahwa alam semesta mungkin melewati siklus tanpa akhir dari ekspansi (Big Bang) diikuti oleh kontraksi (Big Crunch), atau melalui serangkaian "tabrakan" antara membran (brane) multidimensi. Dalam pandangan ini, alam semesta kita hanyalah salah satu iterasi dalam rantai peristiwa yang tak berujung.
Teori Inflasi Kosmik, yang menjelaskan mengapa alam semesta tampak sangat datar dan homogen, secara alami mengarah pada konsep Multiverse. Dalam teori inflasi abadi, wilayah ruang di mana inflasi berhenti menjadi alam semesta kita, sementara wilayah lain terus mengembang dan menghasilkan "gelembung" alam semesta lain (bubble universes), masing-masing mungkin memiliki konstanta fisika yang berbeda.
Memahami teori tentang alam semesta adalah perjalanan tanpa akhir yang menggabungkan fisika partikel, relativitas umum, dan pengamatan teleskopik terbaru. Setiap penemuan baru tidak hanya menjawab satu pertanyaan, tetapi sering kali membuka sepuluh pertanyaan baru mengenai sifat sejati realitas yang kita tinggali.