thumb|Mapa mikrofalowego promieniowania tła, pokazująca obraz wczesnego Wszechświata (na podstawie danych zebranych przez sondę WMAP) mały|Szacowany udział ciemnej energii i ciemnej materii w energii Wszechświata:4,9% to zwykła materia: międzygalaktyczny gaz oraz gwiazdy, 26,8% to ciemna materia,68,3% to ciemna energia

Wszechświat () – wszystko, co istnieje fizycznie: cała czasoprzestrzeń oraz wszystkie wypełniające ją formy energii jak materia i pola fizyczne Karol Langner, Wszechświat, astronet.pl [dostęp 2023-04-21].; synonim słów „natura” i „przyroda”. Bywa utożsamiany ze światem i rzeczywistością – niektóre doktryny filozoficzne twierdzą, że nie istnieje nic innego; przykłady takich stanowisk to fizykalizm, materializm i niektóre inne formy empiryzmu.

Wszechświat jest też znany jako Kosmos, z – porządek. Ten drugi termin ma też węższe znaczenie: może oznaczać przestrzeń pozaziemską, otaczającą atmosferę Ziemi, czyli przestrzeń kosmiczną oraz wypełniające ją ciała niebieskie inne niż Ziemia. Przykładowo lot kosmiczny to lot pozaziemski, jego pasażer to astronauta, hipotetyczne istoty pozaziemskie to kosmici, a promieniowanie kosmiczne pochodzi spoza Ziemi.

Wszechświat badają wszystkie nauki empiryczne – te przyrodnicze i opisowa (pozytywna) część nauk społecznych; czerpią one z nauk formalnych jak matematyka oraz z pewnych działów filozofii. Kosmos we wspomnianym wąskim sensie badają nauki kosmiczne jak astrofizyka z astronomią i planetologia; nauki te korzystają m.in. z technologii lotów kosmicznych: astronautyki. Kosmologia fizyczna bada Wszechświat wyłącznie jako całość, w największej skali, bez analizowania wewnętrznej budowy jego części, co robią inne działy astrofizyki i pozostałe nauki empiryczne. Kosmologia rozumiana szeroko oznacza wszelkie doktryny o budowie Wszechświata, nie tylko te ściśle naukowe, ale i filozoficzne, religijne czy mityczne.

Niektóre ogólne właściwości Wszechświata pozostają nieznane, ponieważ jego widzialna część jest otoczona horyzontem kosmicznym – obszar za nim oddala się szybciej niż światło w próżni, co zgodnie z teorią względności uniemożliwia tamtejszym cząstkom zbliżanie się do Ziemi. Zbadano jednak podstawowe cechy obserwowalnej części Wszechświata: podlega on prawom; te najbardziej podstawowe, które nie redukują się do żadnych głębszych potwierdzonych prawideł to: model standardowy cząstek elementarnych; ogólna teoria względności Einsteina opisująca czasoprzestrzeń i ciążenie; zasady termodynamiki. Do tej pory (2023) potwierdza się podstawowa zasada kosmologiczna, czasem zwana pierwszą lub słabą – mówiąca, że prawa fizyki są jednakowe w całym obserwowalnym Wszechświecie; nie znaleziono też odstępstw od silniejszej zasady kosmologicznej – obserwowalny Wszechświat w dużej skali wydaje się jednorodny (homogeniczny) i izotropowy, tj. nie ma wyróżnionych miejsc ani kierunków. Oznacza to dwa rodzaje symetrii: przesuwne (translacyjne) i obrotowe (rotacyjne); obserwowalny Wszechświat rozszerza się; innymi słowy podlega ekspansji – ilościowo opisuje to prawo Hubble’a-Lemaître’a; gęstość obserwowalnego Wszechświata była znacznie większa – nie istniały w nim gwiazdy ani atomy, a jedynie pierwotna plazma. Ten etap ewolucji jest znany jako Wielki Wybuch, a czas od niego bywa nieprecyzyjnie nazywany wiekiem Wszechświata; jest szacowany na kilkanaście miliardów lat.

Skład materialny obserwowalnego Wszechświata jest poznany tylko częściowo. Standardowy model kosmologiczny znany jako Lambda-CDM (z ang. cold dark matter) zakłada, że: większość jego energii to ciemna energia; pozostała część energii, mająca masę, to w większości ciemna materia, zbudowana z nieznanych cząstek; pozostała materia, znana jako zwykła, to cząstki opisane modelem standardowym. Kilkadziesiąt z nich jest wedle obecnej wiedzy fundamentalnych, tj. nie stwierdzono ich wewnętrznej budowy.

Cząstki fundamentalne materii zwykłej łączą się w kilkaset cząstek złożonych (hadronów). Dwa z nich – proton i neutron – są stabilne i tworzą jądra atomowe, inaczej nuklidy. Są one budulcem większości ciał obserwowanych przez ludzkość – materii skondensowanej jak: plazma gwiazdowa; atomy budujące Ziemię, inne planety, planetoidy, inne asteroidy i meteoroidy.

Ciała tego typu łączą się grawitacyjnie w większe struktury jak układy planetarne, galaktyki i ich gromady. Obserwowalny Wszechświat oprócz takich zwartych obiektów zawiera też różne postacie promieniowania, np. to pochodzące z gwiazd oraz promieniowanie tła, np. mikrofalowe i neutrinowe.

Wszechświat jest przedmiotem spekulacji: poszukuje się bardziej podstawowych praw fizyki – dokładniejszych i głębszych modeli oddziaływań; hipoteza redukcjonizmu mówi, że podstawowe prawa fizyki stoją za wszystkimi zjawiskami, przez co hipotetyczne opisy wszystkich sił bywają nazywane teoriami wszystkiego; powstały hipotezy o globalnej budowie Wszechświata, np. kształcie obszaru poza horyzontem; Wielki Wybuch doczekał się szeregu interpretacji, możliwych wyjaśnień i scenariuszy wcześniejszych dziejów; pytanie o to, czy czas miał początek, pozostaje bez odpowiedzi; przyszłość Wszechświata również nie jest znana – druga zasada termodynamiki sugeruje śmierć cieplną, a inne prawa przewidują Wielki Kolaps (implozję); przedmiotem sporu jest też, czemu Wszechświat w ogóle istnieje. Problem ten jest znany jako pytanie Leibniza: dlaczego istnieje raczej coś niż nic?

Informacje ogólne

Według powszechnie przyjętych teorii potwierdzonych przez różne dane obserwacyjne wiek Wszechświata wynosi w przybliżeniu 13,82 miliarda lat. Średnica widzialnego Wszechświata (przy przyjęciu pojęcia współrzędnych współporuszających się) to ok. 91–93 miliardów lat świetlnychW zależności od podanego źródła. (ok. 28 miliardów parseków), czyli 8,8 metrówW wyniku ekspansji przestrzeni odległość, którą przebyło mikrofalowe promieniowanie tła powiększyła się z 13,82 miliarda lat świetlnych do 46 miliardów lat świetlnych.. Nie da się określić rozmiarów całego Wszechświata – możliwe, że jest nieskończony. Obserwacje naukowe oraz rozwój teorii fizycznych doprowadziły do wnioskowania o składzie i ewolucji Wszechświata.

W całej zapisanej historii proponowane były kosmologia, kosmogonia i modelowanie naukowe – nauki mające wyjaśniać obserwacje Wszechświata. Najstarsze teorie geocentryczne zostały stworzone przez indyjskich i starożytnych greckich filozofówThomas F. Glick; Steven Livesey; Faith Wallis.Medieval Science Technology and Medicine: An Encyclopedia. Routledge.Dold-Samplonius, Yvonne (2002). From China to Paris: 2000 Years Transmission of Mathematical Ideas. Franz Steiner Verlag.. W ciągu kolejnych wieków przeprowadzane zostały dokładniejsze obserwacje, które poskutkowały powstaniem teorii heliocentrycznej Mikołaja Kopernika oraz praw Keplera. W późniejszym okresie powstała teoria grawitacji stworzona przez Isaaca Newtona, z kolei Johannes Kepler ulepszył teorię heliocentryczną Kopernika, dzięki czemu zaczęła ona wykorzystywać orbity eliptyczne. Dalsze obserwacje astronomiczne doprowadziły do odkrycia, że Układ Słoneczny znajduje się w galaktyce składającej się z miliardów gwiazd, którą nazwano Drogą Mleczną. Kolejne duże odkrycie udowodniło, że Droga Mleczna jest jedną z wielu galaktyk we Wszechświecie. Obserwacje rozkładu galaktyk i ich linii spektralnych były jednymi z ważniejszych czynników, które doprowadziły do utworzenia kosmologii fizycznej. Odkrycie na początku XX w., że galaktyki systematycznie przesuwają się ku czerwieni, dowiodło, że Wszechświat rozszerza się, natomiast odkrycie mikrofalowego promieniowania tła wskazuje na to, że Wszechświat miał swój początek.

Zgodnie ze współczesną wiedzą Wszechświat powstał z osobliwości (punktu, w którym była skupiona cała jego materia i energia) w Wielkim Wybuchu. Od tego momentu Wszechświat powiększył się do obecnej postaci, prawdopodobnie przechodząc przez krótki okres kosmologicznej inflacji, która spowodowała, że jego gęstość jest równa gęstości krytycznej. Pod koniec lat 90. XX w. odkryto, że ekspansja Wszechświata przyspiesza oraz że większość materii i energii Wszechświata ma całkowicie inną postać niż to, co bezpośrednio obserwujemy (patrz: ciemna materia i ciemna energia).

Teoria Wielkiego Wybuchu jest dominującym modelem kosmologicznym opisującym rozwój Wszechświata, potwierdzonym przez różne niezależne obserwacje. Podczas Wielkiego Wybuchu powstał czas oraz przestrzeń wypełniona określoną ilością energii i materii; kiedy przestrzeń się rozszerza, zmniejszeniu ulega gęstość znajdującej się w niej energii i materii. Po początkowej fazie ekspansji Wszechświat ochłodził się wystarczająco, żeby umożliwić uformowanie się cząstek subatomowych oraz prostych atomów. Przez oddziaływanie grawitacji gigantyczne chmury tych elementów połączyły się, tworząc gwiazdy.

Według współczesnej wiedzy prawa fizyki i stałe fizyczne decydujące o ewolucji Wszechświata nie zmieniały się przez cały czas jego istnienia. Dominującą siłą na odległościach kosmologicznych jest grawitacja. Pozostałe siły: elektromagnetyzm, oddziaływanie silne i oddziaływanie słabe mają dominujące znaczenie w małych odległościach. Wszechświat ma trzy obserwowalne wymiary przestrzenne i jeden czasowy, choć niewykluczone, że ma więcej wymiarów zwiniętych do mikroskopijnych wielkości. Czasoprzestrzeń jest gładką i spójną rozmaitością, a jej średnia krzywizna jest bardzo mała, co oznacza, że w dużej skali jej geometria jest w przybliżeniu euklidesowa.

Z powyższej definicji Wszechświata wynika, że nic nie może istnieć poza nim. Istnieją jednak alternatywne definicje, dopuszczające, że nasz „Wszechświat” jest jednym z wielu niepołączonych ze sobą „Wszechświatów”, których zbiór określa się jako wieloświat. Przykładowo teoria chaotycznej inflacji dopuszcza istnienie nieskończenie wielu Wszechświatów różniących się obowiązującymi w nich stałymi fizycznymi. Wieloświatowa interpretacja mechaniki kwantowej mówi natomiast, że każdy pomiar kwantowego układu w superpozycji powoduje powstanie osobnego Wszechświata dla każdego wyniku pomiaru. Ponieważ z definicji takie Wszechświaty są rozłączne z naszym, tych spekulacji nie da się przetestować eksperymentalnie.

Istnieje wiele konkurujących ze sobą hipotez na temat ostatecznego losu Wszechświata. Fizycy i filozofowie nie wiedzą, co, i czy cokolwiek poprzedziło Wielki Wybuch. Wielu z nich odmawia spekulacji na ten temat i wątpi w to, że kiedykolwiek takie informacje będą dostępne.

Definicja Wszechświat zwykle jest definiowany jako wszystko, co istnieje, wszystko, co istniało, i wszystko, co będzie istnieć. Według naszego obecnego rozumienia Wszechświat składa się z trzech części składowych: czasoprzestrzeni, form energii (w tym promieniowania elektromagnetycznego i materii) oraz praw fizyki, które się do nich odnoszą. Wszechświat obejmuje całe życie i historię; niektórzy filozofowie i naukowcy sugerują również, że obejmuje również idee, takie jak matematyka.

Etymologia Słowo uniwersum pochodzi od starofrancuskiego univers, które z kolei wywodzi się z łacińskiego universum. Łacińskie określenie Wszechświata było używane przez Cycerona oraz późniejszych łacińskich autorów. Universum wywodzi się od poetyckiej kontrakcji unvorsum, po raz pierwszy użytej przez Lukrecjusza w księdze IV (wers 262) poematu De rerum natura, gdzie połączył un, uni (pochodzące od unus, czyli „jeden”) z vorsum, versum (rzeczownik pochodzący od vertre, czyli „coś toczonego, obróconego, zmienionego”).