宇宙的形成和演變
宇宙的形成
大約在150億年前，宇宙所有的物質都高度密集於一個很小、溫度極高、密度極大的原始火球，後來原始火球發生了大爆炸，物質開始向外大膨脹，就形成了今天我們看到的宇宙。在這150億年中先後誕生了星係團、黑洞和星係等。
宇宙的盡頭
“宇宙大爆炸理論”提出宇宙是周而複始地從誕生至消亡，再誕生、再消亡的輪回。按照宇宙誕生後就急速擴大的宇宙模型，可以計算出
現今宇宙的年齡為150億年。這就是說，從地球到宇宙“盡頭”的距離，理論上應是150億年。
宇宙的膨脹
科學研究發現，宇宙不是永恒的，而是在不斷地膨脹中。宇宙的不平衡現象最早是由一位德國的醫生發現的，他在夜空觀察星星時發現，每個星球間的距離並沒有因萬有引力而彼此靠近。那麼，在星球之間必定存在另一種力量抵消了它們之間的萬有引力，他就 把這現象假設為宇宙在不斷地膨脹。
宇宙裏的紅移
科學家發現宇宙中存在紅移現象，也就是說如果對應的星係正在靠近我們，它的輻射就向短波方向偏移，俗稱藍移，即移向藍光方向的波長。靠近我們的速度越快，藍移的幅度就越大。相反，如果星係正在遠離我們，它的輻射就向長波方向偏移，也就是紅移，即移向紅光方向的波長。同樣遠離我們的速度越快，紅移的幅度就越大 。
1931年，美國天文學家利用先進的天文望遠鏡發現，在銀河 係外仍有很多星係，並且在不斷地膨脹，至此才使得宇宙膨脹的理論得到證實。
熱大爆炸宇宙學
這種學說認為，宇宙膨脹是按“絕熱”的方式進行，即宇宙是從熱至冷演變的。在宇宙早期，輻射和物質的密度都很高，光子被物質吸收或散射，然後物質發射出光子，輻射和物質頻繁地相互作用，當宇宙溫度下降時，質子與電子結合成氫原子對輻射的吸收減少，物質跟輻射不再相互作用，光子便可以在空間自由穿行。微波背景輻射的發現，有力地支持了熱大爆炸宇宙模型，因此，熱大爆炸宇宙學得到了大多數科學家的認同。
暴脹宇宙學
這個學說是美國科學家古思、溫伯格和威爾茨克3人於1979年至1981年提出的。這個學說認為，在大爆炸後不到10秒至35秒的瞬間，宇宙迅速膨脹，故稱為暴脹。這種學說還認為引力強度會導致宇宙膨脹速率減慢。當暴脹階段終了，宇宙過渡至今天的平緩狀態，物質分布不均勻現象便產生了。
宇宙中的黑洞
黑洞是一種引力極強的天體。黑洞的所謂“黑”，表明它不向外界發射和反射任何光線，因此人們無法看見它。所謂“洞”，是表明任何東西一旦進入它的邊界便休想再出去，所以 它活像一個真正的“無底洞”。
黑洞強大的引力場還足以摧垮其內部的一切物體，就連光也不能逃脫。所以黑洞內部不具備任何類型的物質結構，這就是著名的“黑洞無常定理”。
宇宙白洞
白洞是否存在，至今尚無觀測證據。有人認為，白洞並不存在，因為，所謂的白洞外部的時空性質與黑洞一樣，白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。隻要有足夠多的物質，引力坍縮就會發生，導致形成黑洞。另外，按照目前的理論，大質量恒星演化至晚期可能經坍縮而形成黑洞，但並不知道有什麼 過程會導致形成白洞。如果白洞存在，則可能是宇宙大爆炸時殘留下來的，有底稱為洞，無底的稱為道。
宇宙中的燈塔
脈衝星並非或明或暗地閃爍發光，而是發射出恒定的能量流。隻是這一能量彙聚成一束非常窄的光束，從星體的磁極發射出來。星體旋轉時，這一光束就像燈塔的光束或救護車警燈一樣掃過太空。隻有當光束直接照射到地球時，我們才能探測到脈衝信號。這樣，恒定的能量流彙聚成的光束就變成了脈衝光。
來自天體的脈衝信號
1967年夏天，著名的英國射電天文學家休伊什和女研究生貝爾小姐發現了一個能發射無線電脈衝的天體。後來這個天體被命名為脈衝星。它很有規律地發射一斷一續的脈衝，每經過1.337秒就重複一次，這是脈衝星自轉的結果。
宇宙的自然和諧
宇宙的運動有規律而且和諧，這似乎已成為一種萬古不變的信條。畢德哥拉斯學派提出“美是和諧與比例”，進而指出，人類生活的宇宙正是由於這種和諧才演化至今天並且秩序井然的。現代物理學家愛因斯坦則指出，宇宙這種先定的和諧可以給人以美感和快感。