章節1
一、太空遨遊
宇宙的形成
關於宇宙的起源，英國理論物理學家史蒂芬·霍金提出了宇宙大爆炸理論，他認為，在80億～160億年之前，所有的物質和能量，甚至是太空本身，全都集中在一點。當時發生了一次大爆炸，在幾分鍾內，宇宙的基本物質如氫和氨，開始出現，這些氣體聚集成巨大的天體——星係。現在，宇宙似乎還在不斷地擴大。星係中巨大的星族，也就是超星係團，正以令人驚異的速度奔離其他的星係團。如果大爆炸已經給了超星係團足夠的能量，超星係團就會互相奔離，直到最後一顆恒星消亡。但如果它們的引力強大到足以使它們的速度減緩，甚至發生我們所稱的“大坍縮”，那麼，宇宙中的一切就會回歸到大爆炸前的原點，也許還會出現另一次宇宙再生的循環。
宇宙大爆炸理論得到了眾多宇宙學研究者的讚同，成為當今最有影響力的宇宙起源學說。有限而無邊的宇宙
我們知道，地球已是龐然大物，但是太陽的個頭更是大得驚人，它的肚裏可以容納130萬個地球。然而，太陽也隻是銀河係大家庭中的普通一員，銀河係裏有著千億顆像太陽這樣的恒星，要讓跑得最快的物質——光，橫穿銀河係，至少也得花上10萬年!銀河係之外還有數不清的像銀河係一樣龐大的天體大家庭——河外星係。借助於越來越先進的天文望遠鏡，我們目前所能觀測到的宇宙距離至少超過100億光年!然而，我們觀測到的宇宙也才隻是真正宇宙的一部分。受到望遠鏡觀測能力的限製，我們還看不到宇宙的全貌，還很難確定宇宙究竟有多大。如果我們把宇宙定義成物理上可以理解的時間和空間的總和，它並非無限大。但是這樣一個有限的宇宙，我們卻永遠找不到它的盡頭在哪裏，所以我們說宇宙雖然有限但卻無邊。不斷擴大的宇宙
我們的宇宙如同禮花擴散一樣，正以飛快的速度遠離銀河係，向外延伸。星係間的空間也在不斷地擴大。有位科學家曾打過這樣一個比喻，他說：“如果把星係比作葡萄幹，那麼，宇宙就是一個已經烤好了的正在膨脹著的葡萄幹麵包。”意思是說，葡萄幹的大小並沒有變，而是空間(麵包)在擴大。
宇宙擴展的速度叫做哈勃常數，相當於100萬光年，1秒鍾就是184千米，因此，在1千萬光年的星係附近，1秒鍾就是184千米。那麼，距離約200萬光年的仙女座星團是多少呢?請你算一下。1秒鍾應該是大約37千米。不過，星係自身的速度一般來說會更快些，仙女星座團也許正在向銀河係靠近呢。黑洞
黑洞很容易讓人望文生義地想象成一個大黑窟窿，其實不然。所謂黑洞，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。黑洞中隱匿著巨大的引力場，這種引力大到讓任何東西，甚至連光都難逃黑洞的“手掌心”。黑洞不讓其邊界以內的任何事物被外界看見，這就是它被稱為“黑洞”的緣故。
我們無法通過光的反射來觀察它，隻能通過受其影響的周圍物體來間接了解黑洞。
據猜測，黑洞的產生過程類似於中子星和白矮星的產生過程。當一顆恒星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫)，由中心產生的能量已經不多了，這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量，所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，直到最後形成體積小、密度大的星體，重新有能力與壓力平衡。
質量小一些的恒星主要演化成白矮星，質量比較大的恒星則有可能形成中子星。根據科學家的計算，中子星的總質量不能大於3倍太陽的質量，如果超過了這個值，將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了，從而引發另一次大坍縮。這樣，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直至成為一個體積很小、密度極大的物體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(一定小於史瓦西半徑——任何具重力的質量之臨界半徑，與其質量成正比，如太陽的史瓦西半徑約為3千米，地球的史瓦西半徑隻有約9毫米)，巨大的引力就使得連光也無法向外射出，從而切斷了恒星與外界的一切聯係，這樣黑洞誕生了。白洞
白洞可以說是時間呈現反轉的黑洞。進入黑洞的物質，最後應會從白洞出來，出現在另外一個宇宙，由於它具有和黑洞完全相反的性質，所以叫做白洞。它有一個封閉的邊界，聚集在白洞內部的物質隻可以向外運動，而不能向內部運動。白洞是一個強引力源，其外部引力性質與黑洞相同。白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。白洞學說主要用來解釋一些高能天體現象。暗 物 質
宇宙間有許多既看不到也感覺不到的物質，它們就是所謂的暗物質。暗物質在宇宙的組成成分中占24％。不過，如今科學家們仍不十分清楚暗物質究竟是什麼東西，隻是提出了各種各樣的猜測和預言。目前比較流行的看法是，暗物質可能是某種或某些相互作用極弱的重粒子。在已知的粒子中，最有可能是暗物質的是微中子。這種粒子的相互作用很弱，可以穿越地球，而且數量很多，按照宇宙學的理論，平均每立方厘米中約有100個微中子。反物質世界
1996年，歐洲核子研究所(CERN)製造出9顆反氫原子，成為轟動全球的科技大新聞。這使人聯想到，我們的宇宙可能存在反物質世界。反物質世界聽起來很奇怪，其實不然。在亞原子粒子中，每個粒子皆有其反粒子為伴，兩者的性質正好相反，如電子帶一負電荷，反電子則帶一正電荷(故又稱正電子)，兩者的旋轉方向也相反。兩者間的關係可謂古怪，它們一旦相碰即行消失(稱湮滅)，而化成一陣γ射線暴。若宇宙中始終存在反粒子，那麼它們勢必會組成反原子，繼而積聚成反星球、反星係。
可是，在我們居住的宇宙小小角落裏，卻從來沒有人探測到反星球、反星係。直接觀測反星體十分困難，因為原子和反原子所輻射出的皆為光子，這樣，反星球的外貌看起來跟一般星球並無二致。一個間接觀測反星體的辦法是觀測湮滅r輻射。若我們近旁(如銀河係內)有反物質存在，由於星球會發生爆炸，其包藏物質被甩入星際空間，成為周圍星球相互交換的物質，這樣，物質和反物質勢必不時發生碰撞，而產生湮滅信號。但是到目前為止，天文界還一直未觀測到這種信號。太空中的重力
太空中是有重力的。在地球上，物體質量所產生的重力，作用在與地麵接觸的物體上，我們稱之為重量。太空中運行的物體仍然有質量，這樣就會產生自身的重力區。在太空中所有具有大質量的星體，像太陽、地球和其他行星，都是有地心引力的。在太空中運行的物體所出現的失重，並不是地心引力作用不存在，而是重力作用對它的作用消失。一旦有了阻力，如大氣阻力、發動機動力、旋轉產生的離心加速度等等，失重現象就不見了。星座
在古代，阿拉伯有一群牧羊人，他們每天放牧歸來，都已經是伸手不見五指的黑夜了。晚上，他們沒有什麼事情可做，隻有望著天空欣賞美麗的星星了。於是，他們就憑著自己的想象把靠近的幾顆星星連接起來，根據形狀編出很多名字，這樣就產生了星座的名字。