Британский ученый, профессор, астрофизик Стивен Хокинг является поистине примером подвига как научного, так и волевого. Несмотря на паралич всего тела и полную потерю речи, он вел активную научную и общественную деятельность. Парадокс информации в чёрной дыре — явление, которое должно происходить в чёрной дыре, если она действительно подчиняется термодинамическому описанию, предложенному Стивеном Хокингом. Это явление, однако, несовместимо с общими принципами квантовой механики и потому представляет собой серьёзнейшую проблему, стоящую перед квантовой гравитацией.
Начиная с происхождения Вселенной во время Большого взрыва, Саган описывает формирование различных типов галактик и аномалий, таких как столкновения галактик и квазары. Далее,эпизоды переходят к идеям о структуре Вселенной, таких как различные измерения (в воображаемой Флатландии и четырехмерных гиперкубах), бесконечная и конечная вселенная и идея колеблющейся Вселенной (подобная той, что в индуистской космология). Показан поиск других идей, таких как темная материя и мультивселенная, с использованием таких инструментов, как Очень большая матрица в Нью-Мексико. Cosmos Update показывает новую информацию о необычных, неправильных поверхностях галактик и о Млечном Пути, который, возможно, является спиральной галактикой с перемычкой.
Идеи о времени и пространстве исследуются в изменениях, которые созвездия претерпевают с течением времени, в измерении красного и синего смещения в межзвездных объектах, в замедлении времени в теории относительности Альберта Эйнштейна, в конструкциях Леонардо да Винчи и космических кораблей, которые могли путешествовать со скоростью, близкой к скорости света. , путешествия во времени и их гипотетические последствия для истории человечества, происхождения Солнечной системы, истории жизни и необъятности космоса. В Cosmos Update обсуждается идея путешествия через червоточины со скоростью, превышающей скорость света (исследованная Кипом Торном и показанная в романе Сагана Контакт).
Взгляд на Юпитер, крупнейшую планету Солнечной системы, его формирование, состав и его мини-солнечную систему, состоящую более, чем из 60 лун, некоторые из которых могут иметь потенциал, для поддержание внеземной жизни.
Учёные космологи ставят под сомнение многие теории доказывающие рождение, расширение и саму Вселенную вообще. Прилагаются теории объясняющие существование тёмной материи и тёмной энергии и их роль в жизни Вселенной. В фильме речь пойдет также о недавно открытом темном потоке. Темный поток предположительно возник вскоре после Большого взрыва под воздействием какой-то силы, которая приложена из-за горизонта событий, то есть, вне пределов наблюдаемой Вселенной. Одно из возможных объяснений открытого явления предполагает, что причина потока – притяжение огромного скопления материи. Темный поток – признак присутствия другой вселенной, соседствующей с нашей. Если крохотный фрагмент вакуума когда-то мгновенно раздулся и стал нашей Вселенной, и при этом был квантово связан с другими фрагментами вакуума – другими вселенными – то они могут воздействовать сейчас из-за нынешнего горизонта событий.
Парадокс информации в чёрной дыре — явление, которое должно происходить в чёрной дыре, если она действительно подчиняется термодинамическому описанию, предложенному Стивеном Хокингом. Это явление, однако, несовместимо с общими принципами квантовой механики и потому представляет собой серьёзнейшую проблему, стоящую перед квантовой гравитацией.