Alam semesta mengacu pada setiap ruang dan waktu serta isinya. Ini termasuk semua galaksi, bintang, planet, dan setiap bentuk energi dan materi. Ukuran spasial alam semesta tidak diketahui tetapi alam semesta yang dapat diamati dapat diukur.
Model ilmiah awal alam semesta dibawa oleh para filsuf India dan Yunani kuno yang menempatkan Bumi sebagai pusat alam semesta. Pengamatan astronomi yang lebih spesifik selama berabad-abad membantu Nicolaus Copernicus dalam pengembangan model heliosentris yang menempatkan matahari di pusat tata surya. Dalam hukum perkembangan gravitasi universal Sir Isaac Newton, dia menggunakan karya Copernicus dan pengamatan yang dilakukan oleh Johannes dan Tycho Brahe dalam karya mereka tentang hukum gerak planet.
Peningkatan pengamatan menghasilkan pengetahuan bahwa matahari hanyalah salah satu dari sekitar ratusan miliar bintang Bima Sakti. Bima Sakti hanyalah salah satu dari sekitar seratus miliar galaksi yang ada di alam semesta. Sejumlah besar bintang di galaksi kita dikatakan memiliki planet. Ada distribusi galaksi yang seragam pada skala terbesar. Distribusi ini juga serupa di semua arah, oleh karena itu, ini berarti bahwa alam semesta bukanlah pusat atau tepi. Galaksi didistribusikan ke supercluster atau cluster pada skala yang lebih kecil. Ini kemudian mengarah pada pembentukan filamen yang sangat besar serta rongga di ruang angkasa, oleh karena itu, menciptakan struktur besar yang seperti busa. Penelitian lebih lanjut telah menunjukkan bahwa ada permulaan alam semesta tetapi ruang angkasanya terus berkembang sejak saat itu. Penemuan-penemuan ini menunjukkan bahwa alam semesta hingga saat ini masih mengembang dengan kecepatan yang semakin meningkat.
Teori Big Bang adalah gambaran kosmologis yang berlaku dalam perkembangan alam semesta. Menurut teori ini, diyakini bahwa ruang dan waktu berkembang bersama sekitar 13,79 miliar tahun yang lalu dengan jumlah materi dan energi yang tetap yang sekarang mengalami penurunan kepadatan akibat perluasan alam semesta. Materi gelap berkumpul secara bertahap mengarah pada pembentukan struktur seperti busa yang terbuat dari rongga dan filamen yang dihasilkan dari gaya gravitasi. Awan raksasa hidrogen dan helium kemudian ditarik ke arah bagian terpadat materi gelap yang mengarah ke pembentukan bintang pertama, galaksi, dan semua hal yang kita lihat hari ini. Objek-objek ini sekarang terlihat meskipun terletak lebih dari 13,79 miliar tahun cahaya karena telah terjadi perluasan ruang dan terus berkembang hingga saat ini.
Studi tentang pergerakan galaksi telah mengarah pada penemuan bahwa ada lebih banyak yang terkandung di alam semesta daripada hanya objek yang terlihat seperti gas antarbintang, nebula, galaksi, dan bintang. Materi yang tidak terlihat ini disebut sebagai materi gelap. Gelap digunakan untuk mengartikan keberadaan luas yang mengandung bukti tidak langsung yang kuat tentang keberadaannya tetapi belum ditetapkan.
