O grupo de Gravitação, Cosmologia e Astropartículas desenvolve pesquisas em diversas frentes da grande área da astronomia, tanto de forma autônoma quanto em colaboração com universidades do país e do mundo. Os interesses do grupo são amplos, e incluem desde aspectos formais da gravitação clássica, tal como a termodinâmica de buracos negros, passando por aspectos observacionais da cosmologia, cosmologia numérica, teoria de campos em espaços-tempo curvos e gravitação quântica, além da física e astrofísica de partículas elementares. O grupo também se destaca pela participação em grandes colaborações científicas internacionais, como o Large Synoptic Survey Telescope (LSST), o Dark Energy Survey (DES) e a Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO). Nos últimos anos os membros do grupo vêm produzindo trabalhos de relevância internacional, com publicações nos periódicos Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, Physical Review D, Physics of the Dark Universe, dentre outros. Atualmente, as principais frentes de pesquisa do grupo são:
- Aspectos termodinâmicos da gravidade
- Termodinâmica de sistemas bosônicos
- Quantização em espaços-tempo curvos
- Criação de partículas em universos em expansão
- Modelos cosmológicos anisotrópicos
- Modelos cosmológicos com ricochete
- Testes estatísticos de homogeneidade e isotropia do universo
- Cosmologia numérica
- Estudo de massas e ângulos de mistura de neutrinos
- Detecção de neutrinos em reatores nucleares