Jak funguje vesmír? Pochopení zrodu vesmíru a jeho konečného osudu je prvním nezbytným krokem k odhalení mechanismů jeho fungování. To zase vyžaduje znalost jeho historie, která začala velkým třeskem.

Předchozí výzkumy NASA pomocí sond COBE (Cosmic Microwave Background Explorer) a WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) změřily záření vesmíru v době, kdy byl starý pouhých 300 000 let, a potvrdily tak teoretické modely jeho raného vývoje. Observatoř ESA Planck díky lepší citlivosti a rozlišení prozkoumala během svého dvouletého průzkumu oblohu na dlouhých vlnách do nových hloubek a poskytla nová přísná omezení týkající se fyziky prvních okamžiků vesmíru. Navíc případná detekce a zkoumání takzvaného B-modu polarizačního vzoru na kosmickém mikrovlnném pozadí (CMB), který byl v těchto počátečních okamžicích otisknut gravitačními vlnami, poskytne vodítko k tomu, jak vznikly velkorozměrové struktury, které dnes pozorujeme.

Pozorování Hubbleovým kosmickým dalekohledem a dalšími observatořemi ukázala, že vesmír se rozpíná stále rychleji, což znamená, že jednoho dne – ve velmi vzdálené budoucnosti – každý, kdo se podívá na noční oblohu, uvidí pouze naši Galaxii a její hvězdy. Miliardy ostatních galaxií budou pro tyto budoucí pozorovatele nepostřehnutelné. Původ síly, která tlačí vesmír k sobě, je záhadou a astronomové ji označují jednoduše jako „temnou energii“. Tato nová, neznámá složka, která tvoří ~ 68 % obsahu hmoty a energie ve vesmíru, rozhodne o konečném osudu všech. Určení povahy temné energie, její možné historie v průběhu kosmického času, je možná nejdůležitějším úkolem astronomie pro příští desetiletí a leží na pomezí kosmologie, astrofyziky a fundamentální fyziky.

Znalost toho, jak se fyzikální zákony chovají na extrémních místech prostoru a času, v blízkosti černé díry nebo neutronové hvězdy, je také důležitým dílem skládačky, kterou musíme získat, chceme-li pochopit, jak vesmír funguje. Současné observatoře pracující s energií rentgenového a gama záření, jako jsou Chandra X-ray Observatory, NuSTAR, Fermi Gamma-ray Space Telescope a XMM-Newton ESA, přinášejí množství informací o podmínkách hmoty v blízkosti kompaktních zdrojů v extrémních gravitačních polích, které jsou na Zemi nedosažitelné.

.