宇宙
夜晚，仰望天空，繁星點點散布於天際，有時覺得好像伸手就可以摘下星星，有時又覺得它們遙遠無比。這些數也數不清的星星如冰山一角般，隻是浩瀚宇宙中的一小部分，而神秘龐大的宇宙天體、星係、彗星、流星等，不斷地吸引著人類的目光。人類從實現飛翔的目標開始出發，直至今天通過航天技術得以遨遊太空、登上月球，這使得人類探索宇宙的步伐不斷向更廣更深的空間邁進，相信在不遠的未來，宇宙中更多的秘密將陸續揭開，一一呈現在我們的麵前。
宇宙
宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。以人類目前的認知水平，宇宙是由明物質和暗物質（包括暗能量）所構成。明物質是我們所能探測的物質世界，約占質量總數的10%。而根據目前理論推測，暗物質代表了宇宙中90%以上的物質含量，它對宇宙結構的形成起著主導作用。
宇宙起源的七種說法
①蓋天說。這一學說是我國最古老的討論宇宙結構的假說。其認為天空是圓的，像一把打開的大傘，而地卻是方的，就像是一個棋盤，這是最早的“天圓地方”說。
②渾天說。東漢時期，天文學家張衡提出了“渾天說”。他認為天是一個南北短、東西長的橢圓形球體，大地也是一個球並且是宇宙的中心。在這一點上與盛行於歐洲古代的“地心說”不謀而合。
③宣夜說。這一學說最早出現在我國的戰國時期，明確提出則是在漢代。“宣夜說”打破了固體天球的觀念，認為宇宙是無限的。
④地心說。該學說最早是由古希臘學者歐多克斯提出的，後經亞裏士多德、托勒密進一步發展，並逐步完善的一種學說。地心說承認地球是“球形”的，它把行星從恒星中區別了出來，並第一次提出了“運行軌道”的概念。
⑤日心說。“日心說”的完整理論是波蘭天文學家哥白尼在1543年發表的《天體運行論》一書中提出的。這個理論指出了太陽是行星係統的中心，一切行星都圍繞太陽旋轉，而地球也是這些圍繞太陽運轉的行星之一，同時，地球還在不停地自轉與公轉。
⑥星雲說。“星雲說”最初是在18世紀下半葉由德國哲學家康德和法國天文學家拉普拉斯提出來的，該理論認為太陽係內所有天體都是由同一原始星雲凝聚而成。
⑦大爆炸說。“大爆炸說”是最有影響、最有希望的一種宇宙學說。它的前身是由天文學家哈勃在1929年提出，而正式提出宇宙起源的大爆炸學說的則是美國天文學家伽莫夫。
伽莫夫認為宇宙最初是個溫度極高、密度極大的由最基本粒子組成的“原始火球”，這個火球由於迅速膨脹，使宇宙密度和溫度不斷降低，在這一過程中形成了一些化學元素（原子核），然後形成由原子、分子構成的氣體物質，然後再由這些氣體物質慢慢凝聚起星雲，最後從星雲中逐漸產生各種天體，從而形成現在的宇宙。
由於大爆炸說比其他宇宙學說能夠更多、更準確地解釋宇宙觀測到的事實，所以現在被大多數的天文學家所接受。
總星係
通常把我們現在人類觀測能力所及的可見宇宙稱為總星係。它的典型空間尺度約為100億光年，年齡為100億光年量級。
現在認為，總星係的半徑為200億光年，年齡為200億年，它所包含的星係數在10億個以上。就目前人類的認識水平，既沒有發現總星係的核心和邊緣，也沒有發現總星係物質運動的特殊趨向，這說明星係物質在運動和分布上是均勻的。但是，星係也一直在不斷地膨脹和擴大著，它的結構和演化是宇宙學研究中的根本問題之一。
星係
在天文學中，把由千百億顆恒星以及分布在它們之間的星際氣體、宇宙塵埃等物質構成的，占據了巨大空間距離的天體係統叫做“星係”，銀河係就是一個普通的星係。星係的形態多種多樣，大致可分為橢圓星係、旋渦星係（包括棒旋星係）和不規則星係。星係在大小、組成和結構等方麵，差別比較大。每一個的成員星係，少者幾個，多者可達萬個。如其他的天體一樣，星係也在進行著不斷的運動和演化，但到目前為止，星係的演化仍然是一個沒有解決的問題。
銀河係
我們在地球上看到的那條橫跨星空的乳白色亮帶，在我國被稱之為“銀河”，其實這是銀河係主體在天球上的投影。銀河係是構成宇宙的億萬個星係中的一個，它擁有幾百億顆恒星和相當大量的星際氣體和塵埃。從側麵看像是一個中心略鼓的大圓盤，鼓起處的銀心由於恒星密集，故而從地球上望去白茫茫的一片，仿似河水。
銀河係呈旋渦狀，是星係的典型代表。它的核心周圍是一個巨大的中央核球，並有纏繞著它的旋臂。這些彎曲的旋臂使它的外形看上去像是一個龐大的車輪。組成銀河係中央核球的主要成分是一些老年恒星和老年星團。而組成旋臂的則是十分年輕的亮星和疏散星團。
銀河係的星族
銀河係所有天體可以分為五個星族，即：中介星族Ⅰ（較老星族）、中介星族Ⅱ、暈星族（極端星族Ⅱ）、旋臂星族（極端星族Ⅰ）和盤星族。
中介星族Ⅰ包括“富金屬星”（光譜中出現較強的金屬線）和A型星。
中介星族Ⅱ的主要代表是Vz>30千米/秒的高速星（Vz表示垂直於銀道麵的速度）,以及周期短於250天、光譜型早於M5型（見恒星光譜分類）的長周期變星。
組成暈星族的是銀河係中最老的天體，包括球狀星團、亞矮星和周期長於0.4天的天琴座RR型變星，它們的分布就如一個球狀的暈，包住銀河係。
極端星族Ⅰ的分布比較集中，主要為旋臂中的年輕星，如O型星、B型星、超巨星，一些銀河星團和星際物質等。
盤星族包括銀核內的恒星、行星狀星雲和新星以及“弱線星”（光譜中出現較弱的金屬線）。
各星族的年齡相差很大。除暈星族最老外，中介星族Ⅱ、盤星族和中介星族Ⅰ到最年輕的旋臂星族，年齡依次遞減。同時，它們的化學組成也有差別。較老的星族所含的重元素百分比一般都比年輕星族的低。
河外星係
在廣袤無垠的宇宙空間裏，把那些在銀河係以外的像銀河係一樣的許許多多的星係，叫做河外星係，簡稱星係。據估計，河外星係的總數在千億個以上，它們就像分布在遼闊海洋中的島嶼，所以，也被稱為“宇宙島”。
星雲
在銀河係以內太陽係以外，大量的氣體和塵埃在引力的作用下相互吸引，形成密集的非恒星狀的氣體塵埃雲，狀似雲霧，人們就形象地把這些塵埃雲叫做“星雲”。
星雲按發光表現分為暗星雲和亮星雲兩類。
暗星雲是銀河係中不發光的彌漫物質所形成的雲霧狀天體。它們的形狀和大小與亮星雲一樣，也是多種多樣的。小的隻有太陽質量的百分之幾到千分之幾，大的有太陽質量的幾十到幾百倍，有的甚至更大。
星雲根據起源和物理本原又可分為四個類型：1.彌漫星雲，本身發射暗弱輻射，外形不規則；2.反射星雲，因反射附近亮星的光而發亮；3.行星狀星雲，它的典型形態是表麵有亮度很高的圓盤或圓環；4.超新星遺跡，這是一些高速膨脹的氣體雲，它們是恒星爆發時拋射的物質。
星團
星團形象地說就是一種由恒星形成的集團。它們因共同的起源，彼此之間相互吸引，從而束縛在一起。其可分為兩類：疏散星團和球狀星團。這兩類星團主要的區別在於它們的物理性質和它們的空間分布。
在銀河係中，疏散星團迄今已發現了1000多個，它們大多數分布在銀盤中的旋臂內和旋臂附近。之所以稱它們為疏散星團，是因為星團中的成員恒星比較鬆散。而球狀星團，天文學家在銀河係內已認出約100個。它們大多數都出現在銀暈內。星團中的成員恒星比疏散星團要密集得多。因為它們在星團的中心部分，靠得比較緊密，在空間的分布上也比較對稱，形狀近圓，所以叫球狀星團。如果把恒星年齡化，疏散星團的恒星成員比較年輕的話，那麼球狀星團的恒星成員則屬於老年。
天體
天體，又叫做星體，廣泛地講，就是宇宙中的所有個體。宇宙中存在著許許多多、各種各樣的物質，如恒星、星雲、行星、流星、彗星、衛星和存在於星際空間的氣體、塵埃等。這些物質個體，我們將它們統稱為天體，它們隻在大小、質量、光度、溫度上存在著差別。而在各種天體中，恒星和星雲是最基本的天體。
從自然和人造的角度，我們可以將天體劃分為兩大類別，即自然天體和人造天體。自然天體是指在天空中被觀測到的存在於地球大氣之外的物體（地球及其大氣也是一個天體），如八大行星。而人造衛星、宇宙飛船、太空實驗室、月球探測器等則屬於人造天體。
天球
天球是為了便於研究天體位置和運動狀況而引進的一個假想圓球。這個圓球以假想的觀測者為中心，無限大為半徑。實際上我們看到的天體是在這個巨大圓球的球麵上的投影位置。而觀測者所能直接辨別的也隻是天體的方向。因為處理點和弧段的關係，在球麵上要比空間處理視線方向間的角度簡單，所以在天文學的一些應用中，都是用天體投影在天球上的點和點之間的大圓弧來表示它們之間的位置關係。
天文單位
天文單位是天文常數之一，是天文學中測量距離，特別是測量太陽係內天體之間距離的基本單位，它是以地球到太陽的平均距離為一個天文單位的，以A表示。
一天文單位約等於1.496億千米。
20世紀60年代以前，天文單位是根據測定太陽視差推導出來的。1964年，國際天文學聯合會天文常數係統取A為149600×10米，把它作為基礎常數。此值從1968年開始，一直使用到1983年。1976年，國際天文學聯合會天文常數係統取A為1.49597870×10^8（^表示冪），把它改為導出常數,此值將從1984年起統一采用。在1976年天文常數係統中定義499.004782秒內光在真空中傳播的距離，其值為1.49597870×10^8千米。1天文單位等於1.58129×10^(-5)光年，或4.84813×10^(-6)秒差距。
宇宙的天體係統
宇宙中各種天體都是在不斷運動並相互吸引、相互繞轉著的，我們把形成這種狀況的宇宙現象稱為天體係統。
天體係統有不同的層次，月球繞著地球旋轉，形成地月係；地球和八大行星及其他宇宙物質繞著太陽旋轉，形成太陽係；再往上是更多星體所組成的銀河係和河外星係及總星係。宇宙就是由這樣許許多多的天體係統組成。
宇宙中的各種星球
宇宙中有許許多多、各種各樣的星球，按類別，我們可以把它們分為恒星、行星、彗星、流星和衛星五種。
恒星：是指自身會發光的星體。比如太陽。
行星：指的是圍繞恒星運轉的質量足夠大的天體，本身並不發光。
彗星：是一種質量較小的雲霧狀小天體，它圍繞著扁長的軌道繞太陽運行。
流星：是飄蕩在行星際空間中的塵粒和固體塊（流星體）在闖入地球大氣層的時候，同大氣摩擦燃燒而產生的光跡。有些沒有燃燒完的會墜落地麵，那就是我們通常所說的隕石。
衛星：是圍繞著行星運行的天體，它有自己的運行軌道，如月球。
恒星
恒星是指自己發光發熱的球狀天體。如太陽。它們是宇宙的重要組成部分，分布在整個宇宙空間。
用現代天體演化理論來講，原恒星是由星際物質在引力作用下慢收縮，而聚積形成的。當它的內核溫度不斷增高，密度不斷增大，質子反應或碳循環反應開始時，原恒星就會把產生的光和熱能向外輻射，成為恒星。一般來說，恒星的體積和質量都比較大，隻是大多距離我們的地球太過遙遠，所以，即使我們能夠看到它們的星光，也不會覺得很亮。
古代天文學家之所以給它們取名恒星，是認為它們在星空的位置固定不變。其實，恒星始終在做著高速的運動，而它們的發光發熱也並不是永恒不變，它們在經過最輝煌的年輕階段之後，也會走向衰退，變成一顆紅巨星，然後，紅巨星將在爆發中完成它的全部使命，把自己的大部分物質拋射回太空中，留下的殘骸，也許是白矮星，也許是中子星，甚至黑洞……就這樣，恒星來之於星雲，又歸之於星雲，走完它漫長而又輝煌的一生。
超巨星
超巨星的質量大約是太陽的10倍至70倍，是質量最大的恒星。它們的亮度是太陽光度的3萬倍至數百萬倍，其半徑變化很大，通常是太陽半徑的30倍至500倍，甚至還有的超過1000倍。
正因為它們的質量如此巨大，因此壽命隻有短暫的1000萬至5000萬年，所以隻存在於年輕的宇宙結構中。
超巨星的光譜幾乎占據了所有的類型，從藍超巨星早期型的O型光譜，到紅超巨星晚期型的M型都有。宇宙中的第一顆恒星，被認為是比存在於現在的宇宙中的恒星都要明亮得多與大得多。
新星
新星，其實並非是我們意義上所說的剛誕生的星星。它雖然會在某一星區突然出現，並十分明亮，但過不了幾個月甚至幾天，就又會漸漸地消失。這種“新星”在古代又被稱為“客星”，意思是“前來做客”的恒星。
新星其實是正走向衰亡的老年恒星。當一顆恒星步入老年，它的中心會向內收縮，而外殼卻向外膨脹，形成一顆紅巨星。紅巨星是很不穩定的，它會在某一天突然爆發，釋放出巨大的能量，將身上的外殼拋掉，露出藏在中心的白矮星或中子星來。這樣的大爆炸在短短幾天內，它的光度有可能將增加幾十萬倍，所以，看起來非常明亮。而有些新星的光度增加甚至能超過1000萬倍，這樣的恒星我們叫它“超新星”。
新星或者超新星的爆發是天體演化的重要環節。它既是老年恒星輝煌的葬禮，同時又是新生恒星的推動者。同時，新星和超新星爆發的灰燼，也是形成別的天體的重要材料。
宇宙中的三洞
宇宙中的“三洞”分別是指黑洞、白洞和空洞。
黑洞作為宇宙中最神秘的物體，可以吸納一切，包括光線，但它們卻不發射可見光。
白洞正好與黑洞相反，它拒絕任何的外來物質，它有一個對外封閉的邊界，界內的物質和能量可以通過邊界向外輻射，而界外的物質卻不能落到白洞裏麵來。但是，白洞本身也具有強大的吸引力，所以，它可以把周圍的物質吸積到邊界上形成物質層，組成一個像包裹樣的物質“膜”。
空洞則是指宇宙間物質相對稀少的區域。用星係的密度來衡量的話，它們隻有正常空間的二十五分之一。而它們的空間尺寸卻可以達到幾億光年，可見，宇宙中星係的分布是很不均勻的。