宇宙射線來自於遠在大氣層以外的太陽和宇宙深處，是一些以接近光速運動的高能粒子。它們會與空氣中的粒子發生碰撞而產生簇射，簇射的成分包括了質子、中子、電子、正電子、渺子、微中子。π介子和伽瑪射線。人類在研究宇宙射線的過程中采用的觀測方式主要有三種，即，空間觀測，地麵觀測地下（或水下）觀測。
宇宙射線的發現
1912年，是德國人漢斯發現電流全隨海拔的升高而變大，從而認定電流是由地球以外的一種穿透性極強的射線所產生，這種射線被稱為“宇宙射線”。
電磁波
電磁波通過電磁的相互作用來傳遞能量，並根據不同的波長表現不同的性質。電磁波包括射電波、微波、紅外波、可見光波、紫外波、Χ射線和伽瑪射線。
多維的宇宙
很多人都想知道宇宙到底是什麼樣子的。但是目前對待這個問題誰也沒有一個準確的回答，但是值得一提的是史蒂芬·霍金的觀點比較讓人容易接受：宇宙有限而無界，隻不過比地球多了幾維。
比如，我們的地球就是有限而無界的，在地球上無論從南極到北極還是從北極走到南極，你始終不可能找到地球的邊界，但你不能由此認為地球是無限的。實際上，我們都知道地球是有限的。地球如此，宇宙亦是如此。
然而怎麼理解宇宙比地球多了幾維呢？
舉個例子來說：一個小球沿地麵滾動並掉進了一個小洞中，在我們看來小球是存在的，它還在洞裏麵，因為我們人類是“三維”的；而對於一個動物來說，它得出的結論就會是：小球已經不存在了，它消失了。為什麼會得出這樣的結論呢？因為它生活在“二維”世界裏，對“三維”事件是無法清楚理解的。同樣的道理我們人類生活在“三維”世界裏，對於比我們多幾維的宇宙，也是很難理解清楚的。這也正是對於“宇宙是什麼樣子”這個問題無法解釋清楚的原因。
均勻的宇宙
布魯諾認為，宇宙沒有中心，恒星都是遙遠的太陽。無論是托勒密的地心說還是哥白尼的日心說，都認為宇宙是有限的。教會也支持宇宙有限的論點。但是，布魯諾居然敢說宇宙是無限的，從而挑起了宇宙究竟有限還是無限的長期論戰。這場論戰並沒有因為教會燒死布魯諾而停止下來。主張宇宙有限的人說：“宇宙怎麼可能是無限的呢？”這個問題確實不容易說清楚。主張宇宙無限的人則反問：“宇宙怎麼可能是有限的呢？”這個問題同樣也不好回答。
隨著天文觀測技術的發展，人們看到，確實像布魯諾所說的那樣，恒星是遙遠的太陽，人們還進一步認識到，銀河是由無數個太陽係組成的大星係，我們的太陽係處在銀河係的邊緣，圍繞著銀河係的中心旋轉，後來又發現，我們的銀河係還與其他銀河係組成更大的星係團。
有限而無邊的宇宙
愛因斯坦在1915年發表廣義相對論，1917年就提出一個建立在廣義相對論基礎上的宇宙模型。這是一個人們完全意想不到的模型。在這個模型中，宇宙的三維空間是有限無邊的，而且不隨時間變化。以往人們認為，有限就是有邊，無限就是無邊。愛因斯坦則把有限和有邊這兩個概念區分了開來。
愛因斯坦計算出了一個靜態的均勻各向同性的，有限無邊的宇宙模型一時間大家非常興奮，科學終於告訴我們，宇宙是不隨時間變化的，是有限無邊的，看來，關於宇宙有限還是無限的爭論似乎可以畫上一個句號了。
星係
星係又可稱恒星係，星係是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，占據了成千上萬光年空間距離的天體係統。到目前為止，人們已在宇宙中觀測到了約一千億個星係。它們中有的離我們較近，可以清楚地觀測到它們的結構；有的非常遙遠，目前所知最遠的星係離我們有近兩百億光年。
河外星係
星係，以前稱為河外星係，是除了銀河係之外，由數十億至數千億顆恒星，星雲和星際物質所組成的，河外星係本身也在運動，它們的大小不一，直徑從幾千光年至幾十萬光年不等。
星係的結構
星係一般由星係核，星係盤和星係冕組成。星係核中包含恒星以及電商氣體磁場和高能粒子，正常星係的核通常是“寧靜”的，星係盤是規則星係中具有盤狀結構的組成部，規則星係的最常見的形態是一個盤加一個中心核球。星係盤有旋渦或棒狀結構，或既有旋渦又有棒狀結構，星係冕是環繞在星係可見部分以外的一個廣延的大質量包層，它的尺度非常巨大，平均約幾十萬秒差距，有的甚至達到百萬秒差距。星係的質量和光度越大，它的冕的質量也越大。
星係成群地聚集在一起，就像我們地球上海洋中的群島一樣鑲嵌在宇宙空間浩瀚的氣體雲中，這樣的星係團和星係際氣體伸展成纖維狀的結構，長度可以達到數億光年。如此大尺度的星係群集在廣闊的空間呈現為球形。
星係的起源
在宇宙大爆炸後的膨脹過程中，分布不均勻的星係前物質收縮形成原星係，再演化成星係。關於星係前物質有人認為是彌漫物質，也有人主張是超密物質，關於原星係的誕生，有兩種見解，一種是引力不穩定假說，另一種是宇宙湍流假說。