Kosmologia fizyczna (kosmologia relatywistyczna, kosmologia przyrodnicza, fizyka Wszechświata) – dziedzina nauk fizycznych, zajmująca się badaniem i opisywaniem Wszechświata w wielkich skalach, jego powstania, ewolucji do stanu obecnego oraz przyszłości.
Historia
Za początki kosmologii fizycznej uważane są postulaty Alberta Einsteina z 1917, dotyczące statyczności Wszechświata, zrewidowane odkryciem w 1929 powiązań odległości do galaktyk z przesunięciem ku czerwieni ich światła (prawo Hubble’a). Późniejsze połączenie niestatycznych modeli Wszechświata Friedmana-Lemaître’a z geometrią Robertsona-Walkera zaowocowało powstaniem modelu kosmologicznego FLRW.
W 1933 roku Fritz Zwicky (na podstawie obserwacji gromady Coma) oraz Sinclair Smith (obserwując gromadę w Pannie) postulują istnienie ciemnej materii.
W 1948 Hoyle, Gold oraz Bondi opracowują teorię stanu stacjonarnego. W 1965 Penzias i Wilson odkrywają, a Peebles i Dicke poprawnie interpretują mikrofalowe promieniowanie tła. Odkrycie tego promieniowania wraz z obserwacjami szybko rozwijającej się radioastronomii dezaktualizują teorię stanu stacjonarnego.