太阳是太阳系的中心， 太阳系中所有的行星都经着太阳旋转。 银河也有中心， 它周围所有的恒星也都经着银河系的中心旋转。 那么宇宙有中心吗?有一个让所有的星系包围在中间的中心点吗?
宇宙到底有多大
人们常常用“不知天高地厚”这句话来批评那些无知的人。其实，天究竟有多高，至今也没有人能说得清楚，宇宙的大小和形状，也就成为天文学家争论不休的问题之一。
宇宙到底有多大?古今中外有过许多说法，但争论的焦点集中在宇宙是有限的还是无限的这个问题上。
大约在公元140年，古希腊著名天文学家托勒密在总结前人天文学说的基础上，提出了“地球中心说”，认为地球是宇宙的中心，太阳、月球、行星和恒星都围绕地球转动。在后来的1000多年中，托勒密的地球中心说一直在欧洲占统治地位。到16世纪，波兰天文学家哥白尼经过40多年的辛勤研究，于1543年提出了“日心说”，认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳转动。他把宇宙的中心从地球搬到了太阳，把人类居住的地球降低到了普通的行星地位，从而开始把自然科学从神学中解放出来，并且动摇了神权对于人类的统治。但是，由于受当时生产力水平和实践条件的限制，哥白尼和托勒密一样，都把宇宙局限在很小的范围内，错误地认为太阳系就是全部宇宙，把宇宙看成是有限的，即有边界的。
同托勒密、哥白尼的宇宙有限论相反，中国古代很早就有一些天文学家认为宇宙是无限的。尸佼在《尸子》一书中说：“天地四方日宇，往古来今日宙。”他把空间和时间联系起来思考，从而模糊地表示了宇宙在空间上和时间上无限的思想。《列子》一书的作者认为，大地仅仅是宇宙间一种很小的东西，而不是宇宙的中心：“上下八方”都是“无限无尽”的而不是“有极有尽”的。唐代著名的哲学家柳宗元曾在《天对》中说过：宇宙“无中无旁”，既没有中心也没有边界。
1584年，意大利哲学家布鲁诺在伦敦出版了《论无限宇宙和世界》一书，十分明确地提出了宇宙无限的理论。他指出：“宇宙是无限大的，其中的各个世界是无数的。”他认为，在任何一个方向上，都展开着无穷无尽的空间，任何一种形状的天空都是不存在的，任何的宇宙中心都是不存在的。所有的恒星都是巨大的球体，就像太阳一样。他把太阳从宇宙的中心天体降为一个普通的恒星。
随着天文学的发展，人们通过望远镜观测发现，太阳系的直径是120亿千米，地球同整个太阳系比较不过是沧海之一粟；银河系拥有1500亿颗恒星和大量星云，直径约10万光年，厚约1万光年，太阳系同它比较也不过是沧海之一粟；总星系已经发现的星系有10亿个以上，距离我们有几十亿光年到100多亿光年，银河系同其相比较也好比是沧海中的一颗“沙粒”。目前，大型天文望远镜已能观测到100多亿光年以外的天体，但是还远没有发现宇宙的边沿。因此，多数天文学家认为宇宙是无限的，是没有边界和中心的。同时，也有部分人认为，宇宙是有限的；理由是宇宙起源于大爆炸，大爆炸至今的时问是有限的，宇宙膨胀的速度是一定的，宇宙的大小也一定是有限的；还有一部分人认为，人类对宇宙的认识仅仅是初步的，对太空的观测能力还十分有限，给宇宙的大小下一个结论还为时过早。总之，目前人们对宇宙大小的种种说法，多数是一种猜测，还没有完全被天文实践所证明。宇宙到底有多大，是有限的还是无限的，的确至今还是一个谜，还有待于航天技术的发展和天文学家的进一步研究探索来加以证明。
宇宙有中心吗
太阳是太阳系的中心，太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转。银河也有中心，它周围所有的恒星也都绕着银河系的中心旋转。那么宇宙有中心吗?有一个让所有的星系包围在中间的中心点吗?
看起来应该存在这样的中心，但是实际上它并不存在。因为宇宙的膨胀一般不发生在三维空间内，而是发生在四维空间内的。它不仅包括普通三维空间(长度、宽度和高度)，还包括第四维空间——时间。描述四维空间的膨胀是非常困难的，但是我们也许可以通过推断气球的膨胀来解释它。我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球，而星系是气球表面上的点，我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面，只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动。在某种意义上可以说我们把自己描述为一个二维空间的人。
如果宇宙不断膨胀，也就是说气球的表面不断地向外膨胀，则表面上的每个点彼此离得越来越远。其中，某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行，而且离得越远的点退行速度越快。
现在，假设我们要寻找气球表面上的点开始退行的地方，那么我们就会发现它已经不在气球表面上的二维空间内了。气球的膨胀实际上是从内部的中心开始的，是在三维空间内的，而我们是在二维空间上，所以我们不可能探测到三维空间内的事物。
同样的，宇宙的膨胀不是在三维空间内开始的，而我们只能在宇宙的三维空间内运动。宇宙开始膨胀的地方是在过去的某个时间，即亿万年以前。虽然我们可以看到，可以获得有关的信息，而我们却无法回到那个时候。
最神秘的宇宙之谜——黑洞
晴朗的夜晚人们遥望星空，那些亮晶晶的小星星看起来没有什么个性，它们存在的唯一证明只是它们的明亮。然而还有不发出亮光的星体，它们的意义更为重大。美国宇航局曾经发射了高能的天文观测系统，研究太空中看不见的光线。在发回的x射线宇宙照片中，最惊人的一幕是那些从前认为“消失”了的星体依旧放出强烈的宇宙射线，远甚于太阳这样的恒星体。这证明了长久以来一个怪异的设想：宇宙中存在着看不见的“黑洞”。
黑洞的性质不能用常规的观念思考，但是它的原理中学生都能接受。黑洞形成的必要条件就是：一个巨大的物体，集中在一个极小的范围。晚期的恒星恰巧具备了这个条件。当恒星能量衰竭时，高温的火焰不能抵消自身重力，逐渐向内聚合，原子收缩——牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段，体积变小，亮度惊人。白矮星进一步内聚，最后突然变成一个点，整个过程不到一秒。在我们看来，恒星消失了，一个黑洞诞生了。
一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大，最终可能收缩成一个高尔夫球，甚至“什么都没有”。由于无限大的密度，崩坍了的星体具有不可思议的引力，附近的物质都可能被吸进去，甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因。这个深不可测的洞，就被称为“黑洞”。科学家相信大多数星系的中心都有黑洞，包括我们身在其中的银河系。根据相对论，90％的宇宙都消失在黑洞里。
所以一种更令人吃惊的说法是：“无限的黑洞乃是宇宙本身。”
黑洞里面有什么?只能从理论上推测。假如一位勇敢的人驾驶飞船奔向黑洞，他感觉到的第一件事就是无情的引力。从窗口望出去是周围星光衬托下一个平底锅似的圆盘，走得更近了，远方似乎宽广的“地平线”发出x光，包围着深不可测的黑洞。光线在附近扭曲，形成一个光环。这时宇航员要返航已来不及了，双脚引着他向黑洞中心飞去，头和脚之间巨大的引力差使他如同坐在刑具台上，远在“地平线”以外3000英里，引力就把他撕碎了。
那么，怎么才能在无际的太空中发现黑洞呢?天文学家利用光学望远镜和x射线观察装置密切地注视着几十个“双子”星座，它们的特别之处在于两个恒星大小相等，谁都不能俘获谁，因而互为轨道运转。如果其中一颗星发生不规则的轨道变化，亮度降低或消失，有可能就是因为附近产生了黑洞。
人类为探索黑洞付出了不懈努力。最为成功的一次是在肯尼亚发射的第一颗x射线卫星观测系统，被称作“乌胡鲁”，这个装置在发射后运行3个月就感到天鹅星座的异常。天鹅座x—l星发出的“无线电波”使得人们可以准确地测定它的位置。x一1星比太阳大20倍，离地球8000光年。研究表明这颗亮星的轨道发生了改变，原因在于它的看不见的邻居——一个有太阳5至10倍大的黑洞，围绕x一1旋转的周期是5天，它们之间的距离是1300万英里。这是人类确定的最早的一颗黑洞体。
自从哥白尼和伽利略以来，还没有一个关于宇宙的理论具有如此的革命性。黑洞的普遍性一旦证实，那么“宇宙不仅比我们所想像的神秘，而且比我们所能想像的还要神秘”。我们知道宇宙处于不断的扩张中，这是“宇宙核”初始爆炸的结果，宇宙核仍是一切物质的来源。当那里的物质越来越稀薄时，宇宙是否停止扩张?天体的巨大引力是否最终引起宇宙收缩?相对论回答：是的。黑洞的存在部分地证实了它的预言。即使宇宙不会消失在一个黑洞中，也可能会消失在几百万个黑洞中。另外，彻底揭开黑洞之谜，还意味着给予有关人类终极命运的思索一个明确的答案。
太阳系起源之谜
因为太阳同人类的关系太密切了，所以两个多世纪以来，许多杰出的思想家都探讨过太阳系的起源。关于太阳系的起源问题，200年来因为没有一种权威说法，因此人们提出了一种又一种假说，累计起来，已经有40种之多，但其中影响比较大的，主要有以下几种观点。
灾变学说：这个学说的首创者是法国的布封。20世纪前50年，又有一些人相继提出太阳系起源于灾变。这个学说认为太阳是先形成的。在一个偶然的机会中，一颗恒星(或彗星)从太阳附近经过(或撞到太阳上)，它把太阳上的物质吸引出(或撞出)一部分。这部分物质后来就形成了行星。根据这个学说，行星物质和太**质应源于一体。它们有“血缘”关系，或者说太阳和行星是母子关系。他们都把太阳系起源归结为一次偶然撞击事件，而不是从演化的必然规律去进行客观的探讨，因为银河系中行星系是比较普遍的，太阳系绝不应是唯一的行星系，只有从演化的角度去探求才有普遍意义。就撞击来说，小天体如果撞击到太阳上，它的质量太小，不可能把太阳上的物质撞出来，小天体必被太阳吞噬掉。1994年彗星撞击木星就是极鲜明的例证。2l块蓄核对木星发起连续的攻击，在木星表面仅引起小小一点涟漪，消化掉的是彗星。如果说恒星与太阳相撞，这种几率就更小了。因此，曾提出灾变学说的一些人，后来也自动放弃了原有的观点。
星云说：这种观点首先由德国伟大哲学家康德提出来，几十年以后，法国著名数学家拉普拉斯又独立提出了这一问题。他们认为．罄个太阳系的物质都是由同一个原始星云形成的，星云的中心部分形成了太阳，星云的外围部分形成了行星。然而康德和拉普拉斯也有着明显差别，康德认为太阳系是由冷的尘埃星云的进化性演变，先形成太阳，后形成行星。拉普拉斯则相反，认为原始星云是气态的，且十分灼热，因此迅速旋转，先分离成圆环，圆环凝聚后形成行星，太阳的形成要比行星晚些。尽管他们之间有这样大的差别，但是他们大前提是一致的，因此人们便把他们捏在一起，称“康德——拉普拉斯假说”。
俘获学说：这个学说认为太阳在星际空间运动中，遇到了一团星际物质。太阳靠自己的引力把这团星际物质捕获了。后来，这些物质在太阳引力作用下加速运动。类似在雪地里滚雪球一样，由小变大，逐渐形成了行星。根据这个学说，太阳也是先形成的。但是，行星物质不是从太阳上分出来的，而是太阳捕获来的。它们与太**质没有“血缘”关系，只是“收养”关系。
尽管各种假说都有充分的观测、计算和理论根据，也都有致命的不足，所以一直也没有一种被普遍接受的假说。太阳系在等待着新的假说。
太阳中微子失踪之谜
中微子是一种非常奇特的粒子，它不带电，质量很小，大约只有电子质量 的几百分之一。早在20世纪30年代初期，科学家就根据理论推测出，在原子核聚变反应的过程中，不仅会释放出大量的能量，而且还一定会释放出大量的中微子。到了20世纪50年代中期，科学家通过实验证实了中微子的存在。
中微子的发现引起了天文学家的注意，于是他们开始了对太阳中微子的观测和研究。太阳的能量，来自四个氢原子核合成一个氦原子核的聚变反应。在太阳内部，时时刻刻都在进行着大规模的核反应，因此，中微子也时时刻刻从太阳内部大量地产生出来。中微子有一种奇特的性质，就是它的穿透能力极强，任何物质都难以阻挡。中微子从我们身上贯穿而过，我们毫无感觉。中微子不论碰上地球还是月球，都可以轻易地一穿而过。大量的中微子从太阳内部产生以后，就浩浩****、畅行无阻地射向四面八方。地球表面每平方厘米的面积上，每秒钟就要遭受到几百亿个太阳中微子的轰击。
长期以来，人们只能根据观测太阳表层来推测太阳内部的状况。中微子却是直接从太阳内部跑出来的，它们一定会给人们带来有关太阳内部状况的宝贵信息。因此，天文学家对太阳中微子的观测和研究非常重视。最早开始探测太阳中微子的，是美国布鲁黑文实验室的物理学家戴维斯和他的同事们。他们在南达科他州地下深1000多米的一个旧金矿里，安放了一个特制的大钢罐子，里面装着38万升四氯乙烯溶液，用它作为俘获中微子的“陷阱”。当中微子穿过这个大罐子时，就会和罐中的四氯乙烯溶液发生反应，生成氩原子，并放出电子。用计数器测出产生了多少氩原子，就可以知道有多少中微子参加反应了。
戴维斯等人经过多年的努力，到了1968年，终于探测到太阳中微子。然而，出乎人们意料的是，他们所探测到的中微子数目比原先预期的要少得多，仿佛有大量的太阳中微子失踪了。这是为什么呢?难道太**本没有产生这么多的中微子吗?这个问题引起了科学家的极大重视，成为著名的中微子失踪之谜。
关于太阳中微子失踪的原因，目前科学家认为有好几种可能。第一种可能是目前人们对太阳内部状态的认识有差错，很多天文学家对标准太阳模型提出了很多修改方案，但是始终还没有哪一种修改意见能圆满解释这个问题；第二种可能是现有的原子核反应理论尚有问题；第三种可能是人们对中微子本身的认识并不全面。还有一种可能是太阳内部产生的中微子有很大一部分迅速地改变了本来的面目，所以人们没能探测到它们。但是，究竟谁是谁非，科学家们还不能下最后的结论。
为了早日揭开太阳中微子之谜，近年来，科学家正在推进新的中微子探测计划。看来，人们为此还须付出长期的坚持不懈的努力。
绕太阳运行的神秘天体
英美科学家们惊奇地发现，已飞行很久的“先锋10号”宇宙探测器竞给他们带来一个令人振奋的消息：一个新的天体正围绕太阳运行。
观测者们还没有见到这一天体，但他们坚信它的存在，因为“先锋10号”的轨道因它发生了变化!
据悉，如果这一发现属实，那它将成为因重力这一唯一原因而被发现的太阳系中的第二颗行星。第一次是1846年海王星的发现：科学家在1787年发现了天王星，后来发现天王星的轨道十分异常，从而发现了对其具有引力的海王星。
这颗新星是由英美天文学家组成的小组发现的，它很可能就是所谓的“Kuiper带”天体。而“先锋10号”的轨道数据则来自英国宇航局“深度空间”网络，这一网络是由一系列大型射电望远镜构成，目的是为了观测太空深远处的情况。早在1992年12月8日，那时“先锋10号”已飞离地球84亿千米，该天文小组就发现探测器的飞行轨道出现偏差，他们一直在研究这一现象，希望找出原因。直到最近，在经过多种方法分析研究“先锋10号”发回的数据后，他们才肯定了自己的推论：即太阳系又有了新成员。
在近几个星期中，他们力图计算出此天体可能达到的最远距离以及具体位置。他们初步预计，此天体是在撞上一大行星后而被抛到太阳系边际的。该天文小组的一位英国博士称：“我们对这一发现欣喜若狂，它真是天文学上一个极好的标志性事件!”
据称，这一天体可能是在茫茫宇宙中已知的数百个围绕太阳运行的天体中的一个，它们大都是由冰及岩石构成，且远在冥王星之外。这些天体在行星大家族中属于小字辈，直径仅有几百千米，但天文学家相信，有几百万个这种小行星在围绕太阳运行，并形成一条庞大的“星带”。1992年，天文学家发现了第一个这类天体。
1972年3月，“先锋10号”被发射升空，它是第一个要穿过火星及木星间的小行星带，飞向更远太空的探测器。但天文学家无法知道，它是否能安全闯过这一地段。
“先锋10号”也是第一个到达气体行星——木星的探测器。随后，它又成功飞离太阳的行星系统。虽然它还未进入星际领域，但这已开了太空探测器的先河。
在“先锋lO号”飞了25年后，虽然它仍在发回信息，1997年美国宇航局还是暂停了对它的监控。
今年早些时候，科学家突然发现，一股神秘的力量作用于这个“老太空旅客”，但一时又无法找到原因，后来，这股力量竞将它向一个方向推移。
据悉，“先锋10号”将在200万年后到达金牛座星群。
月球之谜种种
&月球起源之谜
对于月球的起源，科学家提出三种理论，它们全都有缺陷，但是“阿波罗”计划却有助于证明。有些科学家认为，月球是和地球一起，于46亿年以前，从一团宇宙尘埃中生成的；另一种理论认为月球是地球的“孩子”，也许是从太平洋地区“抠”出去的。然而“阿波罗”登月探险的结果表明，地球和月球的结构成分差别很大；有一些科学家提出了另一种假说，即“俘获说”。他们认为，月亮是偶然闯入地球引力场，而被锁定在目前的轨道上。可是，要从理论上解释这一过程的机制，难度相当大。因此，上述三种理论全都难以站得住脚。正如罗宾·布列特博士所称：“要解释月球不存在，要比解释月球存在更容易些。”
&月球年龄之谜
令人惊异的是，从月球带回的岩石标本，经分析发现其中99％的年龄要比地球上90％年龄最大的岩石更加年长。阿姆斯特朗在“寂静海”降落后拣起的第一块岩石的年龄是36亿岁。其他一些岩石的年龄为43亿岁、46亿岁和45亿岁——这几乎和地球及太阳系本身的年龄一样大，地球上最古老的岩石是37亿岁。1973年，世界月球研讨会上曾测定一块年龄为53亿岁的月球岩石。更令人不解的是，这些古老的岩石都采自科学家认为是月球上最年轻的区域。根据这些证据，有些科学家提出，月球在地球形成之前很久很久便已在星际空间形成了。
&月球土壤的年岁比岩石年岁更大
月球古老的岩石已使科学家束手无策，然而，和这些岩石周围的土壤相比，岩石还算是年轻的。据分析，土壤的年龄至少比岩石大10亿年。乍一听来，这是不可能的，因为科学家认为这些土壤是岩石粉碎后形成的。但是，测定了岩石和土壤的化学成份之后，科学家发现，这些土壤与岩石无关，似乎是从别处来的。
当登月人员降落在颜色特别黑的平原上时，他们发现要在月球表面钻孔十分困难。土壤样品经分析后发现，其中含有大量地球上稀有的金属钛(它被用于超音速喷气机和宇宙飞船上)；另一些硬金属，如锆、铱、铍的含量也很丰一富。科学家觉得迷惑不解，因为这些金属只有在很高的高温——约华氏4500度下，才会和周围的岩石融为一体。
&月球发声之谜
在“阿波罗”探险过程中，废弃的火箭第三节推进器会轰地一下撞在月球表面。据美国航空航天局的文件记载，“每一次这样的响声，听起来仿佛是一个大铃铛的声音。”
&月球的不锈铁之谜
月面岩石样其中还含有纯铁颗粒，科学家认为它们不是来之陨星。苏联和美国的科学家还发现了一个更加奇怪的现象：这些纯铁颗粒在地球上放了七年还不生锈。在科学世界里，不生锈的纯铁是闻所未闻的。
&月球放射性之谜
月亮中厚度为八英里的表层具有放射性，这也是一个惊人的现象。当“阿波罗15”的宇航员们使用温度计时，他们发现读数高得出奇，这表明，亚平宁平原附近的热流的确温度很高。一位科学家惊呼：“上帝啊，这片土地马上就要熔化了!月球的核心一定更热。”然而，令人不解的是，月心温度并不高。这些热量是从月球表面大量放射性物质发出的，可是这些放射性物质(铀、铊和钚)是从哪里来的?假如它们来自月心，那么它们怎么会来到月球表面?
月球上的大量水气之谜
最初几次月球探险表明，月球是个干燥的天体。一位科学家曾断言，它比戈壁大沙漠干燥100万倍。“阿波罗”计划的最初几次都未在月球表面发现任何水的踪迹。可是“阿波罗15”的科学家却探测到月球表面有一处面积达100平方英里的水气团。科学家们红着脸争辩说，这是美国宇航员废弃在月亮上的两个小水箱漏水造成的。可是这么小的水箱怎能产生这样一大片水气?当然这也不会是宇航员的尿液——它直接喷射到月球的天空中。看来这些水气来自月球内部。
&月球表面呈玻璃状之谜
“阿波罗”的宇航员们发现，月球表面有许多地方覆盖着一层玻璃状的物质，这表明，月球表面似乎被炽热的火球烧灼过。正如一位科学家所指出的：“月亮上铺着玻璃。”专家的分析证明，这层玻璃状物质并不是巨大的陨星的撞击产生的，有些科学家相信，这是太阳的爆炸——某种微型新星状态产生的后果。
&月球中的磁场之谜
早先探测和研究表明月球几乎没有磁场，可是对月球岩石的分析却证明它有过强大的磁场。这一现象令科学家大惑不解，保罗·加斯特博士宣称：“这里的岩石具有非常奇特的磁性……完全出乎我们意料。”如果月球曾经有过磁场，那么它就应该有个铁质的核心，可是可靠的证据显示，月球不可能有这样一个核心而且月亮也不可能从别的天体(诸如地球)获得磁场，因为假如真是那样的话，它就必须离地球很近，这时它会被地球引力撕得粉碎。
&月球内部神秘的“物质聚集点”之谜
1968年，围绕月球飞行的探测器首次显示，月球的表层下存在着“物质聚集结构”。当宇宙飞船飞越这些结构上空时，由于它们的巨大引力，飞船的飞行会稍稍低于规定的轨道，而当飞船离开这些结构上空时，它又会稍稍加速，这清楚地表明这物质聚焦结构的存在，以及它们巨大的质量。科学家们认为，这些结构就像一只牛眼，由重元素构成，隐藏在月球表面“海”的下面。正如一位科学家所称：“看来谁也不知道该如何来对付它们。”
壮观的流星雨
流星是什么呢?科学地说，太阳系行星际间存在一些尘粒和微小固体块闯入大气层，一种行星际物质在大气层中摩擦燃烧发光的现象，而流星雨就是地球遇到了一大群宇宙尘粒流星群造成的如同“下雨”一样的天文现象。
流星体从哪里来的?说来，它与彗星有不解之缘。
我们举比拉彗星为例来介绍：
比拉彗星早在1772年就被人发现了，1805年又被人发现过一次并确定为彗星(周期为6．6年)。奥地利人比拉是一位天文爱好者，他在相隔21年后又看到了并证实就是人们多次看到的那颗短周期彗星，并预报下次它将在1832年出现。果然比拉彗星在1832年、1839年又两次重现。
令人惊异的事出现在1846年1月13日，比拉彗星分离成为“双胞胎”兄弟，都有自己的彗核、彗发和彗尾，先乍离乍合相随，继而一前一后，两部分慢慢拉开了距离，消失于视野。等到下一个回归年1852年时，尽管双双返回，却相差240万千米，形状和大小没有太大变化，但俨然是另起炉灶各自为政的两颗彗星了。
转眼到了下两个回归年1859年和1865年，却没寻到孪生彗星的踪影。
经过计算，1872年10月6日，它们经过轨道近日点，人们还是做好准备迎接回归，可是虽经天文工作者用心探寻，但都没有发现。时间过去一个半月，仍一无所获。人们心里纳闷，难道它们已退出江湖了?如果是那样，那么它们又隐居在何方呢?在当年的11月27日夜里，在欧洲和北美洲的许多地方，都看到了一场盛大的流星雨，流星从仙女座向四周辐射出来，像高空焰火，历时六个小时，从隔射点总共隔射出大约十六万颗流星，高峰时一个小时达到几万颗。大家心里的问号逐一打开了。
原来，这正是地球穿过比拉彗星的轨道的时候，显然比拉彗星已经瓦解了，把组成彗星的小块和尘粒一路洒在自己椭圆轨道上，聚集成一大团的尘粒就形成‘‘比拉流星群”，比拉流星群的辐射点在仙女座，当出．现流星雨时就叫‘‘仙女座流星雨”。如果地球经过彗星尘粒分散而稀疏的部分时，流星雨规模较小，我们可以只见流星不见雨。从比拉彗星身上，一方面折射出彗星分裂、崩溃的规律和演变历史；另一方面也告诉我们，彗星与流星群、流星雨之间的关系。
让我们回过头看看，20世纪末流星雨——狮子座流星雨的事情就清楚了。
狮子座流星群(雨)是跟“坦普尔·塔特”彗星有关，它的尘粒物质特别集中在一起，这一团流星群只有每公转了一周以后，才会重新和地球相遇。平均33．5年回归一次的坦普尔·塔特彗星，意味着每隔33．5年狮子座流星雨才会有次盛大表演。历史上最盛大的一次流星雨就是1833年11月13日的狮子座流星暴雨，在长达六七个小时的“降雨”过程中，流星总数在二十四万颗以上，真是“流星交注”的宏大气势。在当时不了解内情、科学不甚发达的时代，足以让人们目瞪口呆了。
20世纪60年代，狮子座也曾爆发出可观的流星雨，“雨星”达一小时十四万颗，持续八九个钟头，每分钟约两千四百颗流星从狮子座一点辐射出来，布满整个天空，直到地平线。近二百年来，1799年、1833年、1866年、1966年四次著名流星雨都发生在西方，狮子座流星雨最早纪录是公元902年，它只在公元931年向东方展现过它的风姿，这也是我国最早记载的那次，而1998年的流星雨又与我们失之交臂，可见在每次朝见的三四年间，狮王的表现到底如何让人难以预料。如果注意观察一下，同一个流星雨，我们差不多总在一年的相同时期内看见它，天文爱好者来有兴趣不妨亲自观察一下。这是因为地球轨道如果和某一流星群的轨道相交，那么地球至少每年在相同的日期穿过流星群一次，产生同一个流星雨。比如狮子座流星雨每年11月14日至20日会出现，只是一般年份里流星数很少。在1997年11月18日凌晨两点至4点长达2小时观测中，你可以看到二十几颗流星。英仙座方向出现的流星雨，你可以在每年8月11日到12日看到有40至50颗流星，在一小时中辐射出来。这说明英仙群尘粒是均匀分布在整个轨道上，因此地球每年穿过轨道的尘粒差不多。
其他著名的流星群还有天琴座、天龙座等。
20世纪最大的流星雨——天龙座流星雨出现于1933年10月9日，地点是欧洲、非洲。许多人都终生难忘。这次流星雨是那样艳丽。迅猛，似乎宇宙发生了惊人的大难。在非洲，人们击鼓以恐吓魔鬼，在西班牙的柯庄上响起了葬礼的丧钟，召唤信徒的忏悔。它持续了约四个半小时，高峰时流星数在五千颗以上。1946年10月10日，天龙座又爆发同样规模的流星雨，其彗星母体是贾科比尼·津纳彗星，于1900年发现，周期六年。1926年、1953年、1985年再次发生时，规模小多了。可见大流星雨与地球和彗星在轨道上相对位置有关，因为流星体物质在轨道上的分布不均匀。
英仙流星群——每年可见的活动期最长活动强度最大的流星群。活动期从7月中旬至8月中旬，最大流星数每小时可达七十个左右。母体彗星是1862年，估计回归周期是一百二十年，但人们在20世纪80年代没有再看见它，还有待人们。
哈雷彗星造就的流星雨——宝瓶座流星群和猎户座流星群。活动期分别是4月底至5月上旬以及每年10月份的下半月。这时地球接近哈雷彗星轨道的降交点，由哈雷彗星回归时崩散的物质形成流星群。每年的强度和时间大体一致。
恒星最初的形成
一恒星是由炽热气体组成，自身能发光的天体，如太阳、织女星等，古人认为他们在天空中的位置恒定，所以叫恒星。一直以来人们花费了极大的精力去研究恒星，探索它形成的时间、构成与原因，虽然不是无功而返，但也还是疑云重重。
在20世纪50年代，天体物理学家们不得不付出更多的努力，来了解在我们的天空形成的那个晚上，曾经存在的那些大火球是如何舞动的?宇宙中的发光物质是来源于一颗恒星，还是一群恒星?后来的恒星形成是因为一个共同的变化规律(如分子云崩溃理论)，还是在一个充满着各种各样不同的作用力及内部机制的沸腾的大深坑里进行的呢?这些问题现在还无人能够作答。
但人们正在做着各种各样的努力。在过去的几年里，计算机性能的提高、数值计算技术的发展，以及数以百万计的恒星观察记录，使我们在推测恒星形成初始机制方面，恒星形成的物理、化学环境方面以及在宇宙的历史中恒星群的位置及出现时间方面都有了较大的进展。
在最简单的假想环境中，拥有一些发光物质的恒星是独立于其他恒星，而独自形成。托马逊回顾了这种类型恒星形成过程中最初的两个阶段：首先是在一个主要由氢分子组成的星云中形成一个有边界的引力核，然后该引力核在自身引力作用下发生崩溃。在这一部分里，最有意思的一点是，如何从引力核的崩溃过程中克服气体紊流及磁场作用的影响，形成一个原恒星。最近罗伯特及其他一些科学家所做的一些模拟试验表明，在分子星云崩溃过程中所形成的宇宙中，第一个发光物体很可能是一颗非常庞大的恒星。
另一位科学家则回顾了以恒星群为方式的形成理论。许多专家认为恒星是成群形成的而不是单个独立形成的。若这种情况成立的话，当讨论一颗恒星的形成环境时，我们就要考虑到来自其周围其他星体物质的气流以及冲击波的影响。他认为最早的恒星就是在相当紊乱的、相互影响的环境中形成的。最近，天文学家们在合成初始质量方程中的数据时，对该理论进行了一些简化处理。他们认为特定质量恒星的空间分布是在一个已经给定的空间范围之内。
卡特回顾了各种质量范围内的恒星的初始质量方程。他分析的结果是：不管恒星的年龄及周围环境如何，它们都有着类似的初始质量方程。这种一致性真是出乎意料，它表明所有的恒星有着类似的形成机制。
恒星的形成是天体物理学领域中最为基础性的问题，因为它是解答其他许多问题所必须知道的常识。这些问题包括恒星系的形成、太阳系的形成等问题。这一物理过程涉及到了某一包含有不规则磁场的部分离子化媒介的紊乱行为。当前核心的争论主要围绕着紊乱开始消退的时间，以及磁场和紊流所起到的作用的重要程度。诸如毫米波照相机等新的技术进步使我们可以观察星体的温度及密度分布，并可以让我们统计分析在自身引力作用下正在崩溃及处于崩溃边缘的天体的寿命。同时，计算机计算能力的提高，使得我们可以使用包含磁场及紊流效应的更为复杂的模型。但现在任何一种模型都无法再现所有的观察结果。
关于宇宙中第一颗恒星的形成，天文学家们从一套完整的自协调三维流体力学模拟方程中得到了一个结果。在当前流行的形成结构模型中，大多数假想是这个样子的：最初是暗物质为主，而伴随着由于初始低密度物质紊流而产生的不稳定状态的出现，形成了星系形成前的天体物质。由于这些天体物质是分级聚集而成，最初的气体便通过氢分子链的振动而冷却，并逐渐沉入暗物质势阱的中心。我们对分子星云的形成进行了一次高红移模拟，当高密度的低温核心气体开始由于引力而自凝聚时，拥有100M(M为太阳的质量)左右大小的高密度核心能够迅速收缩。在粒子数密度高于10M每立方厘米的地方，1M的原恒星核就能够通过三体氢分子的形成而完全分子化。与以往分析预计的结果不同的是，这一过程并不产生新的分裂，而是只形成一个恒星。而且，当光学深度效应很明显时，计算就终止了，使得完全形成后的恒星的质量成为未知数。而在计算终止时，原恒星正处于物质增加非常迅速的时期(约每年102 M)。来自该恒星的辐射反馈不仅会终止该恒星的成长，而且还会抑止处于同一形成环境中其他恒星的形成。我们得到的结论是：在一个星系形成前的晕轮中最多只会形成一个庞大(质量远大于lM)的、无金属的恒星，这与最近对贫金属晕轮恒星的质量观测结果相符。
我们的宇宙中最早的恒星是怎样形成以及什么时候形成的呢?最近的一些计算研究正在为这一问题给出答案。据初始星云核崩溃过程中恒星形成的三维计算分枧结果，第一颗恒星形成于大爆炸后约一百万年；每千个原子中只有一个有幸参与到第一代的恒星中去。但若要计算后来发生的复杂的星际气体动力状态及反馈的话，将不得不建立更为复杂的系统，同时要面临更大的挑战。
恒星在任何类型及处于任何演化阶段的星系中都是普遍存在的。同时，我们还发现恒星在非常广泛的环境中形成，从接近巨型的分子星云到存在于发生了星际爆发及处于聚合状态的星系中的超巨型分子星云。在我们的星系及其他的星系中那些有代表性的恒星都是作为恒星群中的一员而形成的，这就表明恒星的形成是发生在恒星群内部的事情，而不是一个个孤立的现象。对于恒星成群形成理论最大的挑战是如何理解恒星中质量的均匀分布。
在某一特定的太空空间中，某一恒星形成过程中的质量分布叫做IMF~．对于质量很低的褐色小星到巨大的恒星，天文学家们都估计了它们的IMF。他们还对各种不同环境中恒星的IMF’进行了比较，发现它们的IMF出乎意料地一致。这里所谈到的环境包括：在现在的一些小分子星云中处于形成状态的恒星，在大星云中处于形成状态的高密度的恒星群，及远古时为暗物质控制的贫金属外来恒星群。IMF一致性的结果给现在恒星形成理论带来了挑战，因为根据现在的恒星形成理论，IMF应针对不同的恒星形成条件而发生变化。
当然，以上种种仅仅还只是科学家们的推断和猜想，关于恒星真正的形成缘由，就有待人们进一步地探索和研究了。
星系与星云
河外星系是人们对银河系以外宇宙太空星系的总称。它是类似银河系那样的庞大的天体系统，它包括恒星、双星、聚星、星团、星云、分子云、星际尘埃、宇宙线以及星际磁场等。现在科学技术的能力人们已观测到的星系总数达到了一千亿个。
1845年英国人罗斯制成一具当时口径最大(1．84米)的望远镜，用这具望远镜他将许多赫歇尔未能分解的星云分解为恒星，使得宇宙岛的观念又引起人们的关注。但是，1864年英国人哈根斯使用光谱分析的方法观测星云，他发现许多星云的光谱是由几条明线组成，即这些星云是一些发光的气体，从而又一次否定了星系的存在。围绕着上述的两种观点，科学家们展开长久的辩论，到了1918年，美国天文学家沙普利根据球状星团的距离，把银河系的直径定为26万光年。而在这之前，对一些漩涡星云距离的测定由于方法不对或者测量不精确，普遍被缩小了，且都小于沙普利所观测的银河系的直径，因此，沙普利反对存在河外星系的见解；另一方面，美国天文学家柯蒂斯等人陆续在一些漩涡星云中找到一些新星，他根据新星的光度测定了这些漩涡星云的距离，得出这些星云的距离是很遥远的，超出了银河系的范围。1920年4月两种对立观点的代表人物分，未得出最后的结论。1923年美国天文学家哈勃用当时最大的天文望远镜观测仙女座大星云，他把仙女座大星云外围部分分解为恒星，并从中找出几颗造父变星，利用造父变星能够指示距离的特性(称为造父视差)，求出仙女座大星云的距离为50万光年(比实际距离要小得多)，远远大于沙普利所定出的银河系的直径。后来在其他星云中也发现了造父变星，发现那些星云们距离更遥远。这样，人们才最后确认了河外星系的存在。
现在已知最大的星系是射电星系3C236，它的两个射电瓣两端相距可达六光秒差距以上。星系的大小相差悬殊，星系的质量和光度也彼此各异，漩涡星系的质量为109—1011太阳质量，即太阳质量的10亿至1000亿倍。不规则星系的质量比漩涡星系的质量普遍要小一些。至于椭圆星系，有的很大，比漩涡星系的质量要大1百至1万倍，称为巨椭圆星系；有的椭圆星系质量较小，只有太阳质量的百万倍，称为矮椭圆星系。
20世纪初，天文学家发现绝大多数河外星系的光谱线都有向红端位移的现象，根据多普勒定律，这表示绝大多数星系都在远离我们，远离的速度v与位移质量的大小成正比。又根据哈勃定律，星系远离速度V和星系距离R成正比。因此，由谱线红移的大小可知星系远离我们的速度V，根据哈勃定律便可测定出星系的距离R。
天文学家观测发现，绝大多数河外星系的光谱线都有向光谱红端移位的现象，称为星系谱线红移。物理学上的多普勒效应说明，当波源运动时，其波长要发生变化。波长改变的大小和方向决定于波源的运动速度和方向。当波源远离观测者时，谱线向红端位移；当波源趋近观测者时，谱线向紫端位移。是系谱线红移说明洞外星系在远离我们。
1912年，美国科学家最先利用谱线红移测量了河外星系的视向速度，结果除以上两星系光谱线向紫端位移外，其余星系的谱线都向红端位移。
1928年，美国天文学家斯里弗利用星系谱线红移测定了星系的视向速度，在这同时，美国天文学家哈勃和哈马逊测定了一些河外星系的距离。
1929年，哈勃根据24个已知距离和视向速度的河外星系，确定了星系视向速度和星系距离成比例的关系，距离越远，视向速度越大，这一速度距离关系叫哈勃定律。除了几个最近的河外星系之外，其余的星系都在离银河系而去，凼此，这些星系的视向速度又称退行速度。
哈勃定律支持了宇宙膨胀学说。哈勃定律对正常星系而言是正确的，对类星体或其他特殊星系是否适用呢?目前还没有一致的看法。
邻近银河系的河外星系是大麦云和小麦云。前者距离为52千秒差距，约16万光年；后者距离为63千秒差距，约“万光年”。1515年～1521年，葡萄牙航海家麦哲伦作环球旅行经过南美洲南端一个海峡时，看到天顶附近有两个很大的星云。水手们回到欧洲后，介绍了麦哲伦的发现。后来人们便把其中较大的称为大麦哲伦星云(简称大麦云，位于杜鹃座内)，较小的称为小麦哲伦星云(简称小麦云，位于剑鱼座和山案座交界处)。大麦云属棒旋星系，质量约为10…太阳质量；小麦云属不规则星系，质量约为2×10＼＋９太阳质量，只有大麦云质量的1／5。跟银河系相比，它们都很小，可以认为是银河系的两个伴星系，三者形成一个三重星系。
大、小麦云中含有大量的星际气体，它们有一个共同的气体包层，并有气体从中流出，伸向银河系，形成联结大、小麦云和银河系的气体桥。这是银河系的潮汐力作用的结果。
在大麦云中观测到一个著名的发射星云——剑鱼座30，它的形状很像蜘蛛星云，其直径约为500秒差距，质量达5×10＼＋６太阳质量。
距离银河系最近的星系是1994年发现的一个暗弱的矮椭圆星系，它位于人；马座中，距离我们地球约8万光年，实际上它与银河系中心的距离大约5万光年，只及大麦云距离的1／33。这个矮星系的大小约10000光年，是正常的矮星系直径的十倍。
最远的星系是位于织女座中的一个无名星系，它是1996年发现的，距离在80亿至120亿光年之间，天文学家们认为这一星系是非常年轻的，年龄可能只有1亿年，它正以每年80个太阳质量的速率将气体转化为恒星。顺便指出，现在已知宇宙中最遥远的天体是类星体PCI247+3406，距离为80亿至150亿光1年。这样遥远的距离意味着我们今天所看到的类星体还是它80亿至150亿光年前的样子。
天体撞击之谜
如今，天文学家还尚不知晓星系相撞的模拟实验是否跟实际上的天文观测相吻合。
早在20世纪70年代，美国天文学家借助安装在智利的天文望远镜研究确认，当宇宙中发生并非如此罕见的宇宙悲剧——巨大星系相撞时，会导致这些相撞星系形状上的变化，还会破坏新恒星的诞生过程。美国天文学家基于大量观测认为，跟中学现代天文学教科书中关于宇宙演化的概念恰恰相反，新诞生的一大批恒星比整个宇宙要年轻的多。但是，当初，很少有人相信这一点……
1997年10月底，美国天文学家们借助修复后的‘‘哈勃’’太空望远镜拍摄了一张发生最大宇宙悲剧的照片——触角星云中的两个大星系相撞，发生这一宇宙悲剧的地方距离我们6300万光年远。“哈勃’’在瞬间拍下这一星系撞击的宇宙悲剧的同时，又在这“一瞬”的宇宙尺度内拍下一千多个新诞生的恒星群。这些细微宇宙照片使天文学家们大为震惊，他们通过亲眼目睹这一星系大撞击的宇宙奇观才如梦方醒，原来，星系之间并非相互隔绝，也并非静止不动。恰恰相反，它们相互撞击，融为一体并贪婪地“吞噬”着它们的“近邻”。与此同时，爆发出强烈的闪光并突然冒出火光，改变着自己的形状。这一震惊科学界的新发现，从根本上改变了天文学家的传统思维和对宇宙演化的旧有观念，这有助于我们对真正宇宙史的理解和认识，从而解开了历代各民族和天文学家自古留下的关于宇宙奥秘困惑不解的谜团。我们人是从哪里来的?主宰自己的路又通向何方?我们生命的真谛是什么?一系列令人不可思议的种种疑团。位于触角星云中的两个火星系发生大撞击的惊心动魄的场面：撞击、融合、吞食、火光、变形……这就是宇宙演化的自然法则。发生这一宇宙悲剧现场距我们6300万光年之远。
1994年7月的“彗木之吻”使天文学家们亲眼目睹了一场天体大撞击的宇宙奇观和悲剧般后果。然而，这不过是在太阳系尺度上的一次普通天体撞击现象。倘若两个对面飞驰而来的星系相撞或彼此“擦肩而过”，那便是天体力学上一个惊人庞大的宇宙过程，要从头至尾观测完这一过程需花费几亿年时间，即便几十代天文学家的辛勤努力也恐难胜任这一天文观测。
为了全面揭示和研究星系相撞会导致什么样的悲剧性后果。前不久，日本天文学家借助计算机和数学模拟系统，总共只用了几小时的时间就完成了通常需要几亿年时间才能完成的一项星系碰撞模拟实验。
在实验现场显示出两个相撞后相互作用的星系之间出现的遥远异地的宇宙奇观：在对撞的两个星系之间出现光桥、光尾、“纽带”状和圆盘状星系的扭曲变形等现象。但模拟计算并不能对相互作用星系的某些特性作出解释，比如：两个星系相撞时的颜色为什么往往跟单个星系的颜色截然不同?两个星系较高的x射线亮度与什么有关?归根结底的问题是：为什么在数学模拟实验时总是不出现环状星系?这一点早已引起天文学家的关注。
须知，星系的外形和颜色首先取决于那些年轻、明亮和连成一大片的恒星。这些恒星诞生不久，它们分布在频繁诞生恒星的宇宙区域中。这就是说，要观测到两个星系碰撞时相互作用的结果，首先必须仔细洞察星际气体的未来状况，成为年轻恒星的“建筑材料”。
在日本天文学建立的星系模型中，除模拟星系中衰老恒星的普通恒星外，还有年轻恒星的星际气体云。这些天体和星际介质通常不是点状，它们都是具体尺寸，还能相互碰撞并吸引到一起，最终收缩，在其内部还会诞生年轻恒星。这些年轻恒星在几年的时间里仍放射着耀眼的光耀。当然，按照模拟实验的测定，这些恒星最终将发生超新星爆发。这些超新星爆发，将摆脱掉自己膨胀的星壳，并加大其混沌状态时的速度，进而向天文学家描绘出最近几年来星系中恒星和星际气体之间的这种相互作用的情景。
这次数学模拟实验表明，在两个星系飞速接近时，这两个星系的气体云中的次星系并非像圆盘状星系中的次星系那样牵制着自己。这时，恒星就会在两个相互接近的星系之间形成“纽带”，或形成被强力展开的螺旋状分支物，气体云会形成环状结构，其半径小于恒星圆面的半径。邻近星系的影响会破坏气体云沿圆形轨道匀速运动，它们往往相互碰撞从而强化了恒星的诞生过程。几亿年后，星系掠过最近点后，星系间引力的相互作用促进了恒星的形成过程，从而使恒星形成的强烈度达到极点，其恒星形成的速度是孤立星系中恒星形成正常速度的十倍。
大批年轻的恒星由于两个星系的相互作用，明显变换着自己的颜色，它们的颜色变得更加蔚蓝，而其余恒星则是致密的相对论性天体——中子星和黑洞，它们成双结对地栖身于众多的普通恒星之中并伴它们同行，进而变成强x射线源，它们还能明显强化这一区域中星系的亮度。