La cosmologie physique est une science très particulière tant par son objet - l'Univers - que par son histoire. Elle a en effet connu, depuis un siècle, de vives controverses non seulement scientifiques mais aussi philosophiques. Comment une connaissance de la structure englobant tous les phénomènes physiques est-elle possible ? Qu'est-ce qu'une hypothèse scientifique légitime ? Une théorie doit-elle être fondée sur des observations ? Comment différencier la science de l'Univers de la métaphysique ? Ce livre retrace l'histoire de ces controverses, depuis la question de l'expansion de l'Univers jusqu'à celle des univers multiples, afin de démontrer par l'exemple l'intérêt des interactions entre science et philosophie.