我们处在一个科学发达的时代，我们对身处的宇宙有了一些最基本的认识。虽然这些认识不完善，而且值得怀疑，但却是人类助继续认识宇宙的基石。了解这些知识，不仅仅能够增加我们的知识，也能够帮助我们转变思考的角度。
天体
什么是天体？辞书是这样解释的：天体是宇宙间各种物质客体的统称。包括太阳、地球、月亮和其他恒星、卫星、着星、流星、宇宙尘埃等。
天体是人们可以看到的。到目前为止，人类目力可及的天体还是少而又少，欲识庐山真面目，我们还要努力。
人们从未放弃发现新天体的努力，从古到今，观测手段越来越先进，但总有目力不及的地方。人类的技术能力总是落后于认识能力，只能脚踏实地，一来。
据国外媒体报道，有关“大爆炸”之后出现的最初物体的最新证据开始让科学家们展开了热烈讨论，它们到底会是什么。研究人员称，充当最初的宇宙“焰火”角色的可能是恒星或是类星体，但是还不确定到底是哪一种。
利用美国国家航空航天局斯皮策太空望远镜，研究人员分析了来自太空深处的红外线辐射。他们首先将前景中新生星系的明亮图像去除掉，以便发现古老的背景光芒。这些研究人员在红外线背景辐射中发现了一些色块，他们相信这些色块来自于“大爆炸”后的最初物体。卡什林斯基博士说：“观测这些宇宙红外线背景辐射就像是在一个明亮的城市中欣赏远处的焰火。”研究人员说他们将把早期恒星发射出的光线分离出来。同时，他们也指出，发出光芒的早期物体也可能是一些类星体一大型黑洞，它们消耗掉大量的气体与碎片并重新以强烈的能量爆发形式喷发出物质。
卡什林斯基博士称，“我们无法说明‘火焰’中的每一个火花，我们只能够看到大型的结构和它们的光芒。”澳大利亚国立大学的天体物理学家米歇尔·贝塞尔教授指出，这是因为他们缺乏具有足够分辨率的仪器。他指出，科学家们已经证实我们可以看到宇宙最早的恒星形成时期的景象，这是非常令人兴奋的。但是，重要的问题是我们到底在看什么物体。贝塞尔称，“如果遥远的‘焰火’是类星体的话，那么这意味着最初的恒星会形成得更早一些。类星体是星系的中心，而星系被认为是在最初的恒星形成的较晚阶段才形成的。”天文学家认为，在宇宙早期，恒星变得非常之大，因为他们包含着更少的金属成分。卡什林斯基博士及其团队称，如果他们看到的是恒星的话，这些恒星必定极其明亮，体积将超过我们太阳的一千倍。
卡什林斯基博士的问题是：“最大的恒星能是什么样呢·”找到答案将是十分令人兴奋的事情。贝塞尔指出，下一代的斯皮策太空望远镜或是“平方千米望远镜阵列”将有助于破解这些遥远目标的真相。
宇宙
宇宙，是我们所在的空间，“宇”字的本义就是指上下四方。地球是我们的家园，而地球仅是太阳系的第三颗行星。而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧，而银河系，在宇宙所有星系中，也许很不起眼……这一切，组成了我们的宇宙。宇宙，是所有天体共同的家园；宇宙，又是我们所在的时间。“宙”的本意就是指古往今来。因为，我们的宇宙不是从来就有的，它也有着诞生和成长的过程。现代科学发现，我们的宇宙大概形成于200亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中，我们的宇宙诞生了！（这就是著名的“大爆炸”理论。）宇宙一经形成，就在不停地运动着。科学家发现，宇宙正在膨胀着，星体之间的距离越来越大。宇宙的明天会怎样？许多的科学家正为此辛勤工作着。这也许永远是一个谜，一个令人无限神往的谜。
黑洞
“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，似乎就再不能逃出。实际上真正的黑洞是“隐形”的。
那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。
当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料（氢），由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。
质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于3倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。
这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度（史瓦西半径），正像我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系一一“黑洞”诞生了。
与别的天体相比，黑洞是显得太特殊了。例如，黑洞有“隐身术”，人们无法直接观察到它，连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么，黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢？答案就是一一弯曲的空间。我们都知道，光是沿直线传播的，这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。
在地球上，由于引力场作用很，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落人黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。
更有趣的是，有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球，它朝其他方向发射的光也可能被附近黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”，还同时看到它的侧面，甚至后背！
“黑洞”无疑是21世纪最具有挑战性、也最让人激动的天文学说之一。许多科学家正在为揭开它的神秘面纱而辛勤工作着，新的理论也不断地提出。不过，这些当代天体物理学的最新成果不是在这里三言两语能说清楚的。有兴趣的朋友可以去参考专门的论著。
星云
当我们提到宇宙空间时，我们往往会想到那里是一无所有、黑暗寂静的真空。其实，这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的，但远不是真正的“真空”，而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等，人们把它们叫做“星际物质”。
星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实，星际气体主要由氢和氦两种元素构成，这跟恒星的成分是一样的。人们甚至猜想，恒星是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质，成分包括碳合物、氧化物等。
星际物质在宇宙空间的分布并不均勻。在引力作用下，某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来，形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。按照形态，银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等种。
弥漫星云正如它的名称一样，没有明显的边界，常常呈不规则形状。
它们的直径在几十光年左右，密度平均为每立方厘米10—100个原子（事实上这比实验室里得到的真空要低得多）。它们主要分布在银道面附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。
行星状星云的样子有点像吐的烟圈，中心是空的，而且往往有一颗很亮的恒星。恒星不断向外抛射物质，形成星云。可见，行星状星云是恒星晚年演化的结果。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。
新星
有时候，遥望星空，你可能会惊奇地发现：在某一星区，出现了一颗从来没有见过的明亮星星！然而仅仅过了几个月甚至几天，它又渐渐消失了。
这种“奇特”的星星叫做新星或者超新星。在古代又被称为“客星”，意思是这是一颗“前来做客”的恒星。
新星和超新星是变星中的一个类另一J。人们看见它们突然出现，曾经一度以为它们是刚刚诞生的恒星，所以取名叫“新星”。其实，它们不但不是新生的星体，相反，而是正走向衰亡的老年恒星。其实，它们就是正在爆发的红巨星。我们曾经不止一次提到，当一颗恒星步入老年，它的中心会向内收缩，而外壳却朝外膨胀’形成一颗红巨星。红巨星是很不稳定的，总有一天它会猛烈地爆发，抛掉身上的外壳，露出藏在中心的白矮星或中子星来。
在大爆炸中，恒星将抛射掉自己大部分的质量，同时释放出巨大的能量。这样，在短短几天内，它的光度有可能将增加几十万倍，这样的星叫“新星”。如果恒星的爆发再猛烈些，它的光度增加甚至能超过1000万倍，这样的恒星叫做“超新星”。
超新星爆发的激烈程度是让人难以置信的。据说它在几天内倾泻的能量，就像一颗青年恒星在几亿年里所辐射的那样多，以至它看上去就像一整个星系那样明亮！
新星或者超新星的爆发是天体演化的重要环节。它是老年恒星辉煌的葬礼，同时又是新生恒星的推动者。超新星的爆发可能会引发附近星云中无数颗恒星的诞生。另一方面，新星和超新星爆发的灰烬，也是形成别的天体的重要材料。比如说，今天我们地球上的许多物质元素就来自目卩些早已消失的恒星。
白矮星
白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小，亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多！也就是说，它的密度在1000万吨/立方米左右。
根据白矮星的半径和质量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万到10亿倍。在这样高的压力下，任何物体都已不复存在，连原子都被压碎了：电子脱离了原子轨道变为自由电子。
白矮星是一种晚期的恒星。根据现代恒星演化理论，白矮星是在红巨星的中心形成的。
当红巨星的外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿°c，于是氦开始聚变成碳。
经过几百万年，氦核燃烧殆尽，现在恒星的结构组成已经不那么简单了：外壳仍然是以氢为主的混合物，而在它下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。
与此同时，红巨星外部开始发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心密度实际上已经增大到每立方厘米10吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。
白矮星的密度为什么这样大呢？
我们知道，原子是由原子核和电子组成的，原子的质量绝大部分集中在原子核上，而原子核的体积很小。
比如氢原子的半径为一亿分之一厘米，而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。
假如核的大小像一颗玻璃球，则电子轨道将在两千米以外。
而在巨大的压力之下，电子将脱离原子核，成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙，从而使单位空间内包含的物质大大增多，大大提高了密度。形象地说，这时原子核是“沉浸于”电子中。
一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。顺便提一下，当白矮星质量进一步增大，简并电子气体压力就有可能抵抗不住自身的引力收缩，白矮星还会坍缩成密度更高的天体：中子星或黑洞。
对单星系统而言，由于没有热核反应来提供能量，白矮星在发出光热的同时，也以同样的速度冷却着。经过100亿年的漫长岁月，年老的白矮星将渐渐停止辐射而死去。它的躯体变成一个比钻石还硬的巨大晶体一黑矮星而永存。
而对于多星系统，白矮星的演化过程则有可能被改变。
中子星
如果你为白矮星的巨大密度而惊叹不已的话，这里还有让你更惊讶的呢！我们将在这里介绍一种密度更大的恒星：中子星。
中子星的密度为1X1011千克/立方厘米，也就是每立方厘米的质量竟为一亿吨之巨！对比起白矮星的几十吨方厘，不值一提了。事实上，中子星的质量是如此之大，半径10千米的中子星的质量就与太卩日的质量相当了。
同白矮星一样，中子星是处于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。根据科学家的计算，当老年恒星的质量大于10个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗中子星，而质量小于10个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
但是，中子星与白矮星的区别，绝不只是生成它们的恒星质量不同。它们的物质存在状态是完全不同的。
简单地说，白矮星的密度虽然大，但还在正常物质结构能达到的最大密度范围内：电子还是电子，原子核还是原子核。而在中子星里，压力是如此之大，白矮星中的简并电子压再也承受不起了：电子被压缩到原子核中，同质子中和为中子，使原子变得仅由中子组成。而整个中子星就是由这样的原子核紧挨在一起形成的。这，中子星就是一个巨大的原子核。中子星的就是原子的。
在形成的过程方面，中子星同白矮星是非常类似的。当恒星外壳向外膨胀时，它的核受反作用力而收缩。核在巨大的压力和由此产生的高温下发生一系列复杂的物理变化，最后形成一颗中子星内核。而整个恒星将以一次极为壮观的爆炸来了结自己的生命。这就是天文学中著名的“超新星爆发”。
恒星
在地球上遥望夜空，宇宙是恒星的世界。
恒星在宇宙中的分布是不均匀的。从诞生的那天起，它们就聚集成群，交映成辉，组成双星、星团、星系……恒星是在熊熊燃烧着的星球。一般来说，恒星的体积和质量都比较大。只是由于距离地球太遥远的缘故，星光才显得那么微弱。