Svemir je celokupan kosmički sistem materije, energije i praznog prostora. Uglavnom ga čine galaksije, kojih prema današnjim procenama ima oko 100 milijardi. Svaka od tih galaksija, koje su obično u velikim grupama, sadrži milijarde zvezda, pri čemu najveće sadrže i hiljade milijardi zvezda. Te galaktičke skupine okružuju prazne prostore, koji se nazivaju kosmičke praznine. Sunce je jedna od 100–400 milijardi zvezda u galaksiji Mlečni put, a sve što čini Sunčev sistem (planete i njihovi sateliti, asteroidi, komete i dr.) takođe je deo svemira.
Svemir je nastao pre 13,7 milijardi godina u ogromnoj eksploziji, a mnogobrojne galaksije koje ga naseljavaju nezaustavljivo se šire. Iako to danas zvuči čudno, astronomi su dugo verovali da je Mlečni put čitav svemir. Tek je u XX veku usvojeno stanovište da je svemir ne samo prostraniji nego što se ranije mislilo već i da se neprestano širi. Naime, svemir prvobitno nije imao vremensku dimenziju, već četiri prostorne dimenzije. Pošto bez vremena nema promene, jedna prostorna dimenzija se, po mišljenju Stivena Hokinga, čuvenog engleskog teorijskog fizičara i kosmologa, spontano pretvorila u vremensku i svemir je počeo da se širi. Brojne teorije bave se poreklom i strukturom svemira (teorija velikog praska, kosmologija, teorija mirnog stanja i dr.).
Ono što se danas može videti u svemiru jeste ogromna količina materije grupisane u galaksije. Ali svemir nije oduvek postojao u tom obliku. Iz Velikog praska prvo je nastao oblak ravnomerno raspoređenog gasa, koji je samo tri miliona godina kasnije počeo da se raspoređuje u vlakna. Današnji svemir je mreža galaktičkih vlakana i enormno velikih praznina između njih.
Sile u svemiru
Pre nego što se svemir proširio, u eri zračenja, samo je jedna jedinstvena sila upravljala svim fizičkim interakcijama – supersila. Prva sila koja se izdvojila bila je gravitacija, a za njom su usledile elektromagnetna sila i nuklearne sile. Po razdvajanju kosmičkih sila stvorena je materija.
U svemiru deluju četiri osnovne sile:
1. gravitacija – Njutn je opisao gravitaciju kao međusobno privlačenje tela koja poseduju masu. Naučnici je danas opisuju Ajnštajnovim terminima kao efekat zakrivljenosti prostor-vremena. Gravitaciono dejstvo ispoljava se na velikim udaljenostima i uvek se manifestuje privlačnom silom.
2. elektromagnetna sila – javlja se između dvaju naelektrisanih tela. Ona učestvuje u hemijskim i fizičkim promenama atoma i molekula različitih elemenata. Ta sila može biti i privlačna i odbojna, i ima dva tipa naelektrisanja, odnosno dva pola. Elektromagnetna sila je dominantna u atomima i molekulima i ona uzrokuje privlačenje protona i elektrona u atom i privlačenje ili odbijanje jonizovanih atoma.
3. jaka nuklearna sila – podjednako deluje i na protone i na neutrone, i vezuje ih u jezgrima atoma (ona spaja atome). Nosioci te sile nazivaju se gluoni i oni vezuju kvarkove u protone ili neutrone. Nuklearne (rezidualne) sile koje nastaju u međusobnom delovanju kvarkova i gluona drže atomska jezgra na okupu.
4. slaba nuklearna sila – utiče na beta raspad neutrona na proton i neutrino, koji se kasnije pretvara u elektron. Ta sila je izvor prirodne radioaktivnosti određenih vrsta atoma. Najslabija je od svih sila.