我们的宇宙

我们的宇宙_我想知道的西方科

第二章　我们的宇宙

我们将从天文学开始讲六大基础学科，然后分别是数学、物理学、化学、地学与生物学。

这一章里我们来探讨天文学的一些基本概念：天体、卫星、行星、太阳、太阳系、银河系、宇宙等。

我们首先要了解一下究竟什么是天文学？

—天体与天文学—

按《不列颠百科全书》的定义，天文学是研究宇宙内所有天体和散布其中的一切物质的起源、演化、组成、距离和运动的科学。

从中我们首先可以知道天文学的研究对象有两个：一是所有天体，二是散布其中的一切物质。

天体就是各种星体，它包括两大类型：自然天体与人造天体。两种天体的差别不言而喻，后者那些人造卫星、宇宙火箭等不是我们在这里所要讲述的对象，我们要讲的只是自然天体。

自然天体是比较复杂的概念，种类繁多，有些概念我们一看就明白，例如太阳、行星等。有些就不是如此了，例如红外源、X射线源等，令我们有些莫明其妙，需要解释才能明白，后面我们将把这些天体按从小到大的顺序分成几大部分来讲。

首先我们要讲的是太阳系。包括太阳在内的太阳系是过去至现在天文学研究的主体内容。我们不但要研究太阳系与太阳，还要研究太阳系内的行星、小行星、卫星、彗星、流星等。

其次我们要讲银河系，太阳系就位于这个星系之内。

最后我们要谈谈作为所有这些天体之总和的宇宙。

以上这些就是天文学研究对象的第一部分对象，即天体了。那么，它的第二个研究对象，即“散布其中的一切物质”又是什么呢？

这个概念其实也不难理解，可以自然而然地推论出来。我们知道，宇宙中有着许多天体，像恒星、行星、卫星、流星等。这些天体的共同特点就是它们都有一定的体积，哪怕只是几块小石头而已的流星也是如此，例如1立方米甚至1立方分米。它们都是我们用眼睛看得见、用手摸得着的实实在在的物质。

但宇宙中是不是全是这类天体呢？NO！除了这些外，宇宙中还有另一类型的天体，它们是一些比较特别的物质，我们的眼睛看不见，手也摸不着。具体而言主要是一些气体，例如氢，还有很少的钙、钠等，此外还有大量成分多种多样的微小尘埃。这些小东西充满看上去一无所有的星球空间，它们被称为星际尘埃或者星际介质。这就是散布天体之中的物质了。它们是天文学研究的第二类对象。

—太阳与太阳系—

在天文学里，最重要的单个研究对象无疑是太阳。

要了解太阳系首先我们要了解太阳系是一个星系。

星系就是由一系列的星星组成的系统。这些星星可以是恒星，也可以是行星、流星、彗星或者小行星等，当然还包括散布在天体之间的星际尘埃等体积微小的物质。在一个星系之中，星星并不是杂乱无章地组织在一起的，它们相互间有着特定的关系与运动规律，它们互相影响、相互制约，共同组成一个有规律的系统。

太阳系是由许多天体组成的星系，包括恒星、行星、小行星、卫星、彗星、流星等以及杂布于它们之间的星际尘埃。

除了以上这些物质之外，太阳系、银河系乃至整个宇宙之中还有另一种东西，就是能量，它们组织在一起才构成了太阳系和整个的宇宙。

以上就是太阳系的大致构成，如果您善于形象思维的话，可以在大脑里画出这样一幅图景：在一张A4复印纸中间画着一个红红的大球，周围由近而远是八个小球，每个小球身上都引出一条线，它们环绕太阳一周，形成一个椭圆，在其中两个小球之间有许多麻麻点点，它们像一条带子一样绕着太阳。这八个小球的几个外围也有椭圆在围绕它。更外围地，有小球仿佛在朝着太阳飞来，后面拖着一条长尾巴。

—太阳系的形成与演化—

关于太阳系的形成有许多说法，其中最权威的说法就是星云假说。它认为，在很久很久以前，太阳尚未形成之时，在茫茫宇空里有一团巨大的云雾状气体，主要成分是尘埃和气体之类，它的范围非常之广大，远远超过今天太阳系的范围，它总的质量也同样巨大。这团气体最主要的成分是氢和氮，占了总质量的99%以上，此外还有极少量的重元素，例如金属元素。

这团巨大的东西可以称为星云，它犹如一个旋涡，在绕着自己的核心旋转。而且，由于它有巨大的质量，就必然会产生引力，这种引力是一种向心力，它有如一只无形而无比强健的手，将星云中所有物质都往核心拖去。这样的引力作用有两个结果：一是星云的密度不断增大；二是使它以自己的核心为轴的旋转越来越快。这样的结果之一是，一些位于最外层的星云物质就会被甩了出去，它们中的一些就变成了我们现在看到的彗星。

形成彗星之后，星云还在继续收缩，并且自转的速度还在加快。收缩到这个时候，星云早已经不是当初那一团稀薄的云雾了，密度有了很大的提高，而且成了一个大致呈扁平状的球形，越往中心密度越大，隆起得也越高，这个球形可以称为“原太阳”。在原太阳的外围，那些原来的小尘埃也不再那么微小，而是集结成了大得多的粒子，这些大得多的粒子自己也有了不小的引力——根据牛顿的引力定律，物体的引力与其质量成正比。它们开始从周围捕获其他的微小粒子，像水、氨、二氧化碳等。而中心的原太阳，它这时仍在不停地收缩，除密度增大外，收缩的另一个主要结果是中心开始发热，就像空气受到压缩而释放热量一样。这时，太阳就开始具备它最基本的特性——发热了。

当这种引力增大到一定程度时，组成它的最内核的物质的原子由于受到极其巨大的压力，终于引发了核聚变反应。所谓核聚变反应简言之就是当原子的温度达到一定程度时，两个或多个较轻的原子就会迎头相撞，融合在一起，形成较重的原子核，这又叫热核反应，由于太阳的质量巨大，就为以后太阳的“燃烧”提供了几乎是无穷无尽的燃料。

在太阳外围，那些已经有了一定体积的大粒子也还在不断地吸收新的微小粒子，体积也变得越来越大了，随着体积不断增大，其引力也在增大，反过来又进一步增大了它的引力。这样日积月累，它就成了原太阳周围绕着它公转的原行星。

您也许会问：为什么它们没有形成像太阳一样的恒星呢？这是因为这些行星质量虽然比较大，然而远远没有太阳大，也就是说，它内核的压力也就没有达到能够引发核聚变的反应，这样自然变不成太阳。

形成了太阳、彗星、行星等后，太阳系就基本形成了。

据天文学家们说，这个日子距今大约46亿年，而它在此前的形成过程花了大约1亿年。

太阳形成之后，虽然不是没有变化，然而其变化非常之小，也就是说，它形成之后直到现在的变化都很小，不像地球那样形成后又经历了很剧烈的演化过程。

上面太阳的形成过程也就是普通恒星形成的过程。

形成之后，太阳会永远像现在这样吗？当然不！现在我们来看普通恒星，也就是太阳，形成之后的情形。

恒星形成之后，其生命史的绝大部分都是稳定的，也就是像现在太阳这个样子，这被称为恒星的主星序阶段。

在这个时期，恒星内部的发热靠的是氢的核聚变。恒星形成时，这种氢几乎占了其体积的全部。然而，纵使组成恒星的氢的数量极为巨大，它总有个限量，总有一天会烧光的，这时候恒星怎么办呢？这时候，原来由氢核聚变形成的氦就会达到一定的温度，也就是能够使氦也发生核聚变的温度。当它达到之后，就会再次发生核聚变，由氦核聚变成更重的元素。这时恒星就会发出更强的光度，恒星内核的密度、温度和能量的产生会更多更大，整个恒星的体积也会增大。只是恒星的表面温度将降低，于是恒星表面的颜色就会变红，因此这个阶段的恒星被称为“红巨星”。

虽然氦的核聚变能在一时之间产生更大的热量，然而它所能产生的总能量较之氢的核聚变要少得多，因此氦的消耗速度会非常快。这也就是说，当一颗恒星到了红巨星阶段时就意味着行将就木了。

那么，当氦燃烧尽之后，恒星又会怎样呢？那时，氦核聚变所产生的新元素是碳和氧，当温度够高时，它们也会产生新的核聚变，变成更重的元素，例如氖和硅，而新的核聚变也会产生巨大的能量，只是其延续的时间会更短。这时候恒星的总质量会越来越小，有的质量消散逃入了太空，有的则变成能量消耗掉了。这样不断的核聚变过程可能一直到产生元素铁，只是到铁之后就不会有新的能量产生了，因为铁即使有核聚变也不会产生能量，只能消耗能量。

除了核聚变之外，这时恒星另一个显著的变化是，它们的体积将不断缩小，而密度将不断增大。这时恒星就会变成一颗“白矮星”。

白矮星就是红巨星再老化后的形态。这时，由于一次次的核聚变，它可以产生的能量也越来越少了，亮度也越来越小了，体积更是越来越小，同时密度却不断增大。这主要是因为核聚变的“燃料”越来越少，然而恒星还保持着强大的引力，将恒星上的物质紧紧地往核心拖的结果。因此，白矮星主要的特点是虽然体积很小，即有着惊人高的密度。有多高呢？这样说吧，如果将白矮星上的物质放到地球上的话，它的密度将达到每立方厘米10¹⁵克，也就是说每立方厘米约10亿吨。

然而即使到了这里，白矮星的引力还不会停止，这就使得它进一步塌缩，体积变得越来越小，密度变得越来越大，以后它又可能成为一颗中子星，它的密度就更是大得不可思议了！

然而以后呢？可以想象，恒星还会进一步地塌缩下去，这几乎是个无限的过程，与这个过程相伴的自然是恒星的体积越来越小而密度越来越大，我们又可以想象，到了一定的程度之后，这颗恒星的体积将“消失”，而它的密度将变得无限大，按天文学的说法，它将成为一个点，即“史瓦西奇点”，用另一个我们更熟悉的名字来说，就是黑洞。除了体积无限小而密度无限大之外，黑洞的另一个特点是引力也无限大，因此即使光线经过它时也会被它照单全收。因此，它看起来就是一个完全不能发出任何光线的黑洞，这也是黑洞名字的起源。

黑洞可以说就是恒星的最终结局了，不过，并非所有的恒星能达到或直接达到黑洞的境界，主要是一些质量相对较小的恒星能够如此。至于那些质量较大的恒星则有可能成为超新星。什么是超新星呢？就是当一颗恒星，常常是质量比较大的恒星，当它们的核聚变进行到前面提到过的一定层次时，不是继续核聚变下去，而是会突然来个大爆发，将星内的物质向太空抛散，这时，它的亮度会突然增强上千万倍甚至上亿倍，这也是整个恒星世界中最剧烈的大爆发。这样的结果是，我们地球人突然有一天在天上看到一颗过去从来没有过的新的星星，它的亮度之大甚至白天也能看到，这就是超新星了。

超新星之后恒星的命运有两种：或者通过爆发甩掉一部分质量之后其核心部分再变成白矮星，就像质量较小的恒星一样；或者干脆整个儿爆发掉了，成为茫茫宇空中一片明亮的恒星遗迹，最后消失。

对于我们人类而言，恒星也许是最为熟悉的天体。在晴朗的夜晚，我们仰望天穹时看到的星星绝大部分是恒星。为了能更方便地看，很早以前古人们就给这些星星定出了一些略带人为的特性，例如方位和亮度。所谓方位就是恒星在天空的位置，这也就是我们常听说过的星座。还在很早很早以前，我们的老祖宗们就曾把天上星星分成三垣二十八宿。现代通行的星座划分是欧洲人做的。他们将星星划分为88个星座，使每颗星星都有了自己的名称与位置。有些天文学高手能够识别这些星座，我在上初中时曾经花过足足一个星期按照星座图来认星星，结果大概只认出了几个最好辨认的，例如猎户座和海豚座，其余的就不知道了，那确实挺难的，就是按图索骥也不好办，不信您可以试试。

我们人类不但给天上的星星标记了位置，还按他们亮度的大小规定了等级。例如1等星、2等星、3等星等，等级数越大亮度越小，我们人的肉眼所能看见的星星的最低等是6等，而用光学望远镜能看到的最暗的星星是23等。

我们用肉眼看得到的所有星星，加起来只有六千多颗而已。

—太阳概说—

太阳总的来说是一颗直径约140万公里的恒星，它的质量按抽象的数字来说是2×10³⁰公斤，约相当于地球质量的33万倍，也就是说33万个地球才有一个太阳重，九大行星加起来的质量不及它的。

太阳系的平均密度约是水的1.4倍，看起来不少，但只及地球平均密度的。

从太阳中心到地球中心的平均距离约1亿5千万公里。

太阳以太阳常数，即每平方厘米每分钟2卡，向地球传送能量，这能量是我们地球上一切的生命的起源，正所谓“万物生长靠太阳”。

虽然实际上在运动不已，既有自转，也有公转。它的自转像地球的自转一样，绕着自己的中轴在转，每自转一圈所需的时间与地球上一个月差不多，太阳的公转则是指它带着整个的太阳系都在绕着银河系的中心转动，速度约每秒220公里。

太阳从外到内的层次是：日冕、色球、光球。

当我们看日全食时，会在太阳最外看到黑太阳外面有白色的一圈，其亮度与颜色都大致像个满月，这就是日冕了。日冕是太阳大气的最外层，在几层之中它也是最厚的，其外冕可以延伸达到木星的轨道之外，这也就是说，我们整个的地球实际上都被拥在日冕怀内。日冕的另一个特色是高温，而且是反常高温，即在一定的距离上，隔太阳愈远，温度就愈高。例如在色球与日冕的交界处，温度突然升到高达几万度，再往上温度继续升高，一直要升到百万度以上。当然，日冕的温度不会一直这样高下去，否则地球都会被它熔化掉了，我们不是说过，连地球都被日冕包裹在里头吗！到了一定的距离后，还在隔地球或者最近的行星水星好远时，日冕的温度就大大下降了，到了地球之后对于地球上生命已经构不成危害。

色球也是太阳大气的一层，位于光球与日冕之间，只有在日食等特殊条件之下才能用肉眼看到。这时，我们在太阳漆黑一团的盘面周围会看到玫瑰红的一圈，上面有一些毛刺样的针状小火焰，十分美丽，这就是色球了，也许因为它带着美丽的玫瑰色，我们才称为色球吧！

色球的厚度变化非常大，厚的地方达16000公里，薄的地方只及其。其次，色球的温度也是反常高温，在色球上，下层的温度反而远低于上层，例如，色球底部温度只有约6000℃，到了顶部却高达20000℃以上。

光球是太阳大气最低的一层，厚度约500公里。我们地球从太阳接受的能量基本上也是由这一层发出的。这一层的平均温度大约在6000℃，从下往上逐渐降低，到与上面的色球交界时降到最低，只有4000℃左右。当我们用肉眼看光球时，看到它好像是整个的一团白热。但如果透过科学仪器看，会看到它上面布满了许多小米粒样的东西，它是由太阳大气的对流引起的，这些米粒实际上的大小往往达到1千公里或者更大。此外，在光球表面还有其他活动，例如黑子和耀斑，其中我们听说最多的是黑子。

所谓黑子并不是黑的，它实际上是在光球上出现的一些温度相对低的区域，它的亮度也低些，因此与明亮的周围比起来就显得黑了。这是太阳上常见的现象，它们有时单个地出现，有时一对对出现，有时上百个一齐出现。不过，这看起来好像杂乱无章地出现的黑子实际上是有规律的，它们的数目变化总的来说是慢慢地从极小值到极大值之间循环往复，周期约11年。

以上光球、色球、日冕实际上是太阳的三层大气，现在我们来看看太阳本身。

太阳是一个气态的球状体，因此它的大气下面还是气态物质。在光球下面是一个对流层，这里充满了对流的气体，再下面是一个辐射区，再下就是太阳的核心了。这些部分的主要组成部分当然是氢，它占了整个太阳质量的绝大部分。其次多的是氦，此外还有一些别的元素，像碳、氮、氧等。越往太阳的中心去，氢的比例就越小，而氦的比例就越大。这样的原因很简单，就是由于太阳之内的核聚变将氢转变为氦的缘故。据说平均每一秒钟这核聚变要将65500万吨的氢转变成65000万吨的氦，其余的500万吨不用说被转变成了能量。我们都听说过爱因斯坦那个著名的公式E＝MC²，这里E是能量，C是光速，约每秒30万公里，M是质量。这公式告诉我们，哪怕一点点物质，如果它变成了能量将会何等地巨大！太阳每秒钟大约要将500万吨这样的质量化为能量，可以想象这能量何等巨大！

—地球的七兄弟—

八大行星有如太阳的八个孩子，地球的七个兄弟。

行星的名字是这样来的，很早很早以前，古人在观察天象时，就发现虽然天上绝大部分星星都寂然不动，然而有几颗星却不安稳，在天空游荡，于是便称为行星。

行星最基本特征是绕恒星公转，其次它不发光，但能反射太阳光使自己发亮，这就是我们为什么在夜空中能像看自己能发光的恒星一样看到行星的缘故。

宇宙中许多恒星都有自己的行星，太阳就有八个，它们以距太阳远近为标准依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。它们不停地绕太阳公转，八大行星公转的共同特点之一是它们环绕太阳公转时与太阳处在同一个平面上，这个平面就是著名的黄道。

八大行星可以分成两类：一类叫类地行星，另一类叫类木行星。

类地行星顾名思义，就是类似于地球的行星。这类行星包括水星、金星、地球和火星四颗。它们的特点是密度较大，有一个像地球一样固态的坚硬外壳，内部有一颗火热的心。类木行星则是像木星一样的行星。这类行星与类地行星大不相同。它的密度较小，因为它主要是由气体构成的，自然也没有固态的坚硬外壳，倒是可能有一颗坚硬的岩质核心。它们质量巨大，合起来占了八大行星总质量的99%以上，其中仅最大的木星就占了70%还多。

我们将根据距太阳的距离由近至远来分别介绍八颗行星，第一个是距太阳最近的行星。

—小巧玲珑的水星—

在太阳系中，水星有三个特点：体积最小、质量最少、距太阳最近。

水星的半径约为2400公里，不到地球的40%，质量更是只略多于地球的，不过它的密度与地球差不多。

水星是距太阳最近的行星，由于它绕太阳公转的轨道是一个狭长的椭圆，因此距太阳距离的变化也很大，最近时不到5千万公里，最远时达到约7千万公里。相对来说，它距地球就要远得多了，最远时达2亿3千万公里。

水星跑得特别快，它公转时的平均速度达到每秒近50公里，以它这样快的速度绕太阳转一圈大约要花地球上的近3个月。它自转的速度相对来说却很慢，需要地球上的近2个月。也就是说，如果我们生活在水星上，那么一年只有地球上的约3个月，一天却有地球上的2个月。

水星的表面同地球的老伴月亮的表面很相似，有许多环形山，十分荒凉。它整体的地形大体可以分成两半，一半上面有许多高峻的山峰，布满月亮上那种灰尘，还有许多巨大的盆地，明显是由流星之类撞击而形成的，有的像一个巨大的碗，里面盛满了灼热的岩浆。另一半则较为扁平，包括一些平原与高地。

由于很靠近太阳，水星的大气几乎少到没有，由于没有大气来保温，水星表面温差十分大，高时达到400℃，冷时低到零下近200℃，不用说，在这样的温度下是没有什么生命可以受得了的。

—美丽而神秘的金星—

金星有一个美丽的名字“venus”，就是美神维纳斯，中国古代称为启明星，也叫太白金星。又因为它每天黎明和傍晚要在天际各出现一次，中国的古人们便以为它是两颗星，分别称为启明、长庚。

金星是除了太阳和月亮之外，地球天空中最明亮的天体，如果您对它在天上运动的轨迹很熟悉，您大可以在白天于蓝天白云之下看到她的倩影呢！

金星如此明亮的原因很简单：因为它距地球很近，是距地球最近的行星，最近时只有约4千万公里。

金星也是距太阳第二近的行星，它绕太阳公转最大的特点是其轨道近乎圆形，公转一周约330天，自转约需花费地球上的240天。金星的自转是所谓的“逆向自转”，也就是说，它的自转方向与绕太阳的公转方向相反，称为“逆自转”。

虽然近，但金星却很不易了解，主要原因就在于它那独特无比的大气层。

金星上面包裹着一层厚厚的大气，主要是二氧化碳，占了总量的97%以上，其余的是少量的氮和一氧化碳，也有极少量的水蒸气和氧等，大气像一床巨厚的棉被一样紧紧包裹着金星。

由于有那么多二氧化碳，造成温室效应，热量传得进来出不出去，使金星表面温度极高，达近500℃，基本上哪儿哪时都一样。

金星表面的大气压也极高，约是地球的90倍。由于如此高的气压，使金星大气有许多令地球上的人们感到不可思议的特点：例如它有极为频繁的放电现象，也就是闪电非常多，科学家们曾记录到一次闪电长达15分钟。此外，由于金星大气极为稠密，使它简直能够像镜子般闪光呢！这造成了一个极为奇特的景象：在这里，即使你背朝正在西下的太阳也能够从对面的云层里看到夕阳西下的奇景！

由于受到浓密的大气层保护，金星表面没有水星那样被流星陨石之类撞得千疮百孔，满目疮痍，相对来说比较完整而平坦。它的表面像地球一样有平原、盆地、山脉等，还有一条类似于地球上的东非大裂谷一样的巨大裂缝，长达1400公里。从表面往内，金星也与地球十分相似，上面是地壳，再往下是地幔、地核，而且这个核心也像地球一样主要是铁、镍等重金属构成的。

金星的直径约为12000公里，与地球差不多，质量、密度等也与地球相近，总之，金星称得上是地球的一颗“姊妹行星”。

—人类的家园—

离开金星之后，我们乘着思想的宇宙飞船继续朝与太阳相反的方向飞翔，不久之后就会到达我们的家乡地球了。

地球总的来说是一个球，更具体地说像个稍微压扁了的橘子，南北两极要扁一些，中间，就是赤道，要鼓一点。

如果在地球的南北两极之间打一条直直的通道，它的长度大约是13000公里。如果我们绕着赤道走一圈，距离大约是4万公里，如果我们在地球上建立一个统一的国家，它的领土总面积约5亿平方公里，其中七成是海洋。

地球还像个洋葱，可以分成好几层。

最上面一层叫地壳，它薄薄的，像橘子皮一样，最薄的地方不到10公里，比起地球一万多公里的直径来简直薄得可怜。中间是一层厚得多的地幔，它又可以分成两层，上面一层有点软，像极稠的泥浆一样，能够慢慢腾腾地流动，有时它们能够在地壳上找个出口冲将出来，就是火山爆发了。

地幔再往下就是地球最里的一层——地核。

这个地核也有两层，外面的一层是灼热的液体，但再往下就又成固体了。也许是因为上面这么多东西压着它，把本来应该是液体的它压成了一个大硬块。这个核心主要是由铁和镍等重金属元素构成的。

上面我们说的是大地以下的地球，那么从大地往上呢？当然是大气了。

地球有着厚厚的大气，这使得它免受大量流星的撞击，这是生命得以诞生的前提之一。

地球的大气也可以分为两层，或者说是两圈，最上面的一圈是咱们每天都呼吸着的空气，主要由氮气和氧气组成，占了总体积的99%。

大气往上还有一层，叫磁层或者辐射层。这一层对于我们人类的生存是至关重要的，它阻挡着从外太空，例如太阳，射过来的一些对人体十分有害的带电粒子，如果没有磁层阻拦它们，人类早就被它们杀光了。

大气下面的一圈是水圈。

水对于生命的意义不用说，就像犹太人的所罗门王对示巴女王所言：“没有比水更珍贵的东西了！”它乃是一切生命之母。据科学家们说，生命最初在水里，是从水中走上陆地的。

不过地球上的水有98%是我们人不能喝的海水，即使在这剩下来的2%中有一部分我们也不能直接喝——只能嚼，因为它们乃是硬梆梆的冰块呢。

地球上只有三成的地方是陆地，但同我们关系最密切的恰恰只是这三成。她，大地，乃是我们真正的故乡，我们生于斯、长于斯，多半也要死于斯。

大地，地球上的陆地，被大海分隔成五大块和无数的小块，大块构成了七大洲，因为其中的两大块又被人为地划成了两大洲。这七大洲我们当然知道，就是亚洲、欧洲、非洲、大洋洲、南极洲和南、北美洲。

以上就是地球的简介了，关于它的详细情形我们在本书的后面讲地学时还要比较详细地讲。

—也许有生命的火星—

当西方人最初能够用望远镜遥望天穹时，最使他们感到惊奇兴奋或者恐惧的发现之一是火星上的情形。

火星距地球最近时只有约5600万公里，它在天空中呈火红色，是除金星外最明亮的星星。

火星体积只有地球的约15%，质量则只有地球的约，平均密度大约是地球的70%。

火星最有意思的是它的表面。多年前，当西方人拥有了望远镜，能够看到火星上比较详细的情形时，那情形就让它们兴奋不已。首先，他们看到了火星有些地区随季节变化明暗与颜色都在交替，有时明，有时暗，有时是绿色，有时又是灰色。于是，他们认为，那就是火星的四季变化：绿色来时就是火星上的万木争荣，灰色来时则是枯叶无边了。还有，当他们更加仔细地看时，发现火星上面竟然有河流！这简直就说明火星上有人这样的智慧生物，有城市、有图书馆、有军队警察，一句话，那就分明就是另一个地球呀！于是，人们不由又喜又怕，喜的是我们在宇宙里不再孤单，怕的是要这些太阳系里的邻居文明程度超过了我们，又像西方人自己一样侵略成性怎么办？由此，喜欢幻想的人们便编出了许多有关火星人文明的故事，最有名的当然是H·G·威尔斯的《火星人入侵》了，那些长得像乌贼一样的火星人大举入侵地球，打得地球人落花流水，眼看要灭亡，可突然神秘地自己死掉了，原来是因为它们受不了地球上的细菌。

因此，对火星的观察吸引了许多天文学家与业余天文学爱好者，他们对火星充满了遐想，就像一个叫萨根的天文学家所言：“我们对火星每一次更为仔细的观察，都会发现一些全新的、令人惊奇和振奋的情况，那儿有人们过去想都没有想到的东西。”

然而，这个说法到1976年就寿终正寝了。这年7月和9月，美国的“海盗一号”和“海盗二号”火星探测器先后在火星上着陆，看到了实实在在的火星的情形，也发回了最真实的、不带半点幻想的照片。

这些照片也就此打消了人们对于火星人的幻想，发现了真实的火星的状况。

首先，火星的大气十分稀薄，表面大气压只有地球的约，组成大气的绝大部分是二氧化碳，占总量的95%以上，其余是少量的氮、氧、水蒸气、一氧化碳等。

其次，火星的昼夜温差极大，在白天，在火星的赤道附近，最高气温可以达到20℃左右；到了夜间，气温会急剧下降到－80℃以下，昼夜温差超过100℃，在这样的温差下，生命是极难存在的。

那么，火星的表面又是什么样的情形呢？火星表面地形可以分成不同的两半：南半球有许多巨大的坑洞，包括两个面积相当大的盆地；与南半球相反，北半球坑洞很少，大部分地区是一望无际的平原，上面布满了红色、黄色的尘土。

下面我们来谈火星上三样独特的地形：裂谷、冰冠、河流。

在火星的赤道附近有一条巨大的裂谷，它呈东西延伸，长达5000公里，平均深度达6公里，从这个数据就可以想象它有多么雄伟了！

在火星的南北两极有两个巨大的冰盖，这冰盖冬天扩大，夏天缩小，主要由两种冰组成：二氧化碳凝结所形成的干冰和水所凝结成的水冰，其中的水冰如果全部融化，据说足够使整个火星表面成为10米深的大湖。

火星最为令人感叹的奇观是它的河流。

火星表面的河流是不折不扣的河流，这只要从它的照片上就看得出。从这些火星河流的照片上，我们可以分明地看见宽阔的干流和细细的支流，许多支流汇集到干流里，最后干流汇入大湖大海。可以说，它们看上去同地球上的河流没什么两样。这是怎么回事呢？科学家们对此提出了许多的假设，大概的意见是说，火星一度的温度比现在要高得多，现在储存在两极的冰本来是水，有水当然就有河流了，到后来，随着火星的大气变得稀薄而寒冷，才造成河流干涸，水变成冰汇到两极，原来的河流便只剩下干涸的河床。无论怎样，火星在若干万年或百万千万年前是有河流的这却几乎是肯定的。

既然如此，一个新问题便接踵而来了：那么，火星上那时有没有生命呢？因为液态水的存在几乎是生命存在的唯一条件，何况火星上还有那么多二氧化碳，甚至还有少部分氧气，这样看来，生命的存在不是不可想象的，而是很可能的了！

有关火星生命的问题已经争论了许久，一度有科学认为火星不但有生命存在，甚至有高级生命存在，因为他们通过望远镜不但看到了天然河流，还看到了人工河流——运河，后来更进一步的观察证实运河是不存在的，然而火星可能有生命却是不能够完全否认的。当火星探测器带回来火星的土壤标本后，人们试图从火星那里寻找最基本的生命体，结果科学家们发现，火星土壤里确实可能存在某种东西，但它是不是生命却难以断定。

以上我们谈了四大行星，这四大行星属于同一类：类地行星。

从火星而外就是类木行星了，第一个就是木星。

—巨无霸—

木星是八大行星中的超级巨无霸，体积是地球的1300多倍，赤道直径长达14万多公里，超过地球的10倍，两极直径也有13万多公里。木星的质量更占了九大行星总质量的七成，是地球质量的300多倍，平均密度则不到地球的。

木星远在火星之外，距太阳的平均距离达近8亿公里，是火星的三倍多，绕太阳公转的距离也要长得多，要花近12个地球年。木星的自转主要特点是快，别看它像一个超级大胖子，但还灵活得很呢，花地球的不到10个小时就能自转一圈。

木星的结构与前面讲过的四大行星迥然不同，它同后面的土星、天王星、海王星同属于“类木行星”，这类行星的主要特点是：它不是固态的，而是液态的。

木星最上层也有厚厚的大气，成分主要是氢，其余是氦、甲烷、氨等，这些厚厚的大气形成许多绚丽的景象。例如木星上那巨大的大红斑，这是用望远镜就可以看得见的，极惹人眼，它实际上乃是一个长达2万公里、宽1万多公里的巨型气旋。还有，木星上有壮丽的极光，长可达3万公里，比地球的极光壮丽不知多少倍呢！

从木星大气往下1千公里左右就是液态氢了，这里可以看作是木星的表面。从它往下几万公里都是这样的液态氢，一直要到最核心才有个小小的固态的核，它们主要由铁和硅组成，温度可高达几万度。所以木星的结构比前面的几颗类地行星都要来得简单。

木星有一个令我们感到不可思议的是，它上面可能有生命！

一颗液态的星球上怎么可能有生命呢？原来，这生命并不存在于木星的液态表面，而是它的大气里。在木星厚厚的云层下约80公里处，这里颇有几个适宜生命存在的条件：一是有合适的温度，几乎是我们正常的室温，就是人生活在这样的温度时也会感到很舒服。二是大气压只有几个，也合适人类。三是这里常有闪电、流星等。这与生命有什么关系呢？大有关系呢，因为闪电与流星穿透大气时会产生能量，而这些能量正是生命诞生所必需之条件，就像当初地球产生生命时的原始大气一样。这种种条件加起来，难怪科学家们相信在木星的大气里可能存在原始的生命体。

—土星有美丽无比的光环—

土星是我们用肉眼能看见的最后一颗行星，它距太阳十分遥远，达到近10个天文单位，所谓天文单位，就是地球距太阳的平均距离，因此，10个天文单位就说明它与太阳的距离是地球与太阳距离的10倍，折合成公里数超过140亿。

由于距太阳如此遥远，它公转一圈所花的时间长达近30个地球年，如果我们生活在土星上，那么能够活上三年就差不多了。它自转一圈的时间则是地球的近11个小时。

土星也是一颗液态星，它的结构与木星差不多，只是比木星小多了，不过比起地球来它还是大哥。它的质量是地球的近100倍，直径是地球的约9倍，平均密度只相当于地球的约。

土星的大气以液态氢为主，占了90%，其余的10%几乎全部是氦，另外只有极少量的水蒸气等。由于土星距太阳这样远，因此大气的温度十分低，最低温度有近－200℃。

大气之下的土星可以分成两层，上层是液态的氢和氦，厚达几万公里，再往下是一个固态的核心，它由岩石等组成，还有一些液态的水，这个核心的半径达12000公里左右，比整个地球还大得多！

土星上最有意思的是它的环。

如果您有条件用天文望远镜观看天象，可以相信您在天空能够看到的最美丽的景象之一就是土星的光环：在土星周围，一道宽阔美丽的五彩环有如彩虹环绕着它。这道环是扁平而宽阔的，从照片上看去像刀片一样薄，也像圆规画出来的一样工整，十分漂亮。

如果您更仔细地看，可以看到这些环实际上是由许多更窄的环构成的，其中最亮的有两条，一明一暗，外面那道环更暗一些，在这两个大环之间还有一道空隙，它的名字叫卡西尼环缝，宽约3500公里，比两道环都窄得多，由此可以想象两道环有多宽阔了！它们距土星的距离一个有3万多公里，另一个则近8万公里。

组成这些美丽的环的是一些数量庞大、体积却很微小的天体，它们小者只有1厘米见方，大者也不过50公里左右，由于它们是绕土星运行的，而且会持续地运行漫长的时间，因此可以将它们看作土星的卫星，如果这样，土星就是宇宙中卫星最多的行星之一了！

—没个性的天王星—

天王星在质量与体积上是太阳系中仅次于木星和土星的第三大行星，它的质量约为地球的15倍，体积则超过地球的60倍，赤道直径长达5万余公里，是地球的约4倍，因此它的密度不大，不及地球的。它距太阳相当遥远，平均近30亿公里。由于距太阳如此遥远，它公转一圈的速度要地球的80多年，也就是说如果我们生活在天王星上，一辈子可能过不了一年呢！

天王星也是类木行星，是一颗以氢为主的气态行星，其大气及内部结构与前面木星与土星大体相似，不需多说。

天王星另一个特点也与土星差不多：它外面有一个环，其实前面的木星也有，不过远没有土星的那么漂亮罢了。

天王星与后面的海王星和冥王星一样，都是咱们人的肉眼不可能看到的，因此它们的发现乃是天文学史上重要一页，我们等后面讲西方人探索天空的历史时再去谈罢。

—如大海般蔚蓝的海王星—

海王星的英语名称叫“neptune”，乃是罗马神话中的海神，即希腊神话中的波塞冬，为什么叫这个名字呢？这是因为，当1845年地球人发现它后，不由感叹它那看上去如大海般蔚蓝的迷人身姿，于是便以海神来命名之。说实话，就照片上的漂亮程度而言，整个太阳系中的天体无有出于海王星之右者。

海王星是太阳系中的第四大行星，次于其他三颗类木行星，与太阳距离之遥远则仅次于冥王星。

由于海王星距地球太过遥远，我们对它所知不多，它的直径约45000公里，为地球的三倍半，质量则是地球的17倍，密度不及地球的。它绕太阳公转一年需要的时间长达地球的160多年，自转一周则不到地球的一天。

至于它的大气及内部结构等，有类于前面三颗类木行星。

—卫星与月亮—

卫星的定义很简单：就是环绕行星公转的天体，它可以分为两大类：一类是天然卫星，一类是人造卫星，我们只讲前一类。

月亮在科学上的正名叫月球，在中国古代被称为太阴，与太阳相对。

关于月亮我们有数不清的话可以说，全世界几乎每一个民族都有关于月亮美丽的传说，这些传说就可以编成一本大书。

月亮看上去很大，仅次于太阳，然而它却比天空中的任何星星都要小得多。

月亮绕地球公转，公转一周所需要的时间平均约为27天多，这就是所谓的一个恒星月。为什么一颗卫星绕行星公转一圈的时间却叫恒星月呢？这是因为，当月亮这样转过一圈之后，在地球的上空将出现同一样的恒星背景，所以就叫恒星月了。除了这恒星月外，还有一个塑望月，就是月相重复出现的时间。月相就是我们平常所看到的新月、半月、上弦月、下弦月、满月等了，这样一个塑望月长约29天半。塑望月之所以比恒星月长，是因为月球在绕地球公转的同时还随着地球一起绕太阳转，这样就延长了塑望月的时间。

在绕地球公转的同时，月亮也在自转。最为奇特的是，它公转的时间与自转的时间完全一样。这样的结果是，月球永远只有一面朝着地球。不信的话，您可以在满月之夜遥望月亮，那上面有黑有白，黑的地方是平原，叫月海；白的地方则是山脉、峭壁等，叫月陆。我们看到的月海与月陆形状有如地图，轮廓永远不变。如果不是一面朝着地球，那么只能说月亮两面的地形轮廓完全一样，这显然是不可能的，宇宙间没有这样的巧事。

月亮是距地球最近的星球，与地球间的最远距离不过40万公里多一点，最近时只有约36万公里，这样的距离在天文学上简直是近在咫尺了！也因此，在所有星星里，月球是人类唯一登上过的地外星球，即地球之外的星球。早在1969年7月20日，人类就第一次登上了月球。第一个踏上月球的人叫阿姆斯特朗，当他从阿波罗号月球探测器走下来，踏上月球表面时，说了这样一句意味深长的话：

“对于一个人，这是小小的一步；对于人类，这是巨大的一步。”

阿姆斯特朗在月球上看到了什么呢？首先，他看到，月球表面一片荒凉，毫无生命的迹象。脚底下有的只是一片灰尘，就像炉灰一样，踩在上面会留下明显的足印。灰尘之中不时有一些小石块，如此而已。再往远望，可以看见许多环形山，它们的边缘圆整而平滑，宛若一个大碗，它们是流星撞击形成的。月亮受到的流星撞击非常多，使月面到处布满了这种环形山。为什么流星如此爱撞击月亮而不撞击地球呢？这是因为月亮没有大气。地球其实也有很多的流星冲它而来，只不过地球有厚厚的大气，当这些流星冲将过来时，就会与大气产生剧烈的摩擦，这等于是将这些流星放在火里烧，不久就烧得只剩灰烬了，偶尔剩下的也只是小小的几块，落到地球上后就成了陨石。

由于月亮没有大气，那些巨大的流星们就直接撞在了月球表面，造出许多环形山。

虽然地球对月亮的影响要远大于月亮对地球的影响，但月亮对地球也不是毫无影响，例如地球海洋的潮汐，潮涨潮落，就是由月亮对地球的引力造成的。

像地球一样，月球也可以分成许多层，最外面是一个表壳层，有的地方厚达60公里，有的地方则只有20来公里。中间是一个厚得多的上岩层，超过1千公里。最里面是一个岩流层，月核就在这里，月核的主要成分可能也是铁，但不大，半径不过几百公里。

月亮是怎么形成的呢？关于这有许多假说，例如达尔文就曾提出过月亮最初是地球的一部分，后来由于潮汐的作用使之从地球分离出去，成为一个单独的天体。这样的说法现在已经被证明是错误的。现在最为流行的说法是，月亮大致与地球同在46亿年前左右形成，它们本来也确是一体，都是一大团原始的星际物质，也可以称为原始地球。后来，一个巨大的天体，可能有火星那么大，猛烈撞击这个原始地球，使之分裂，其中一块不大不小的被远远地抛出去，然而却又没有摆脱原始地球的引力，而成为绕着它运行的新天体，就是后来的月亮。

—千颗万颗小行星—

1801年，元旦之夜，意大利西西里岛上一个天文学家发现了一颗新行星，这发现轰动了天文学界。因为此前早已经有人通过所谓的提丢斯波德定则预言了这颗新行星的存在，就像当初天文学家们预言天王星和海王星的存在一样。如今这个发现应验了，一颗新行星发现了，它被按惯例命名为“谷神星”。

然而，天文学家们不久就失望了，因为这颗新行星实在太小，直径不到1千公里，根本没资格与已经发现的大行星们并列。后来，天文学家们便称为“小行星”，这就是小行星一名的来源。后来，又相继发现了许多这样的小行星，例如智神星、婚神星、张衡、祖冲之等。后面几颗不用说都是中国人发现的。据估测这样的小行星在太阳系中总共有约50万颗。已经发现并且正式编号的有两千来颗。所有这些小行星加起来的质量不过地球的万分之四左右。

作为小行星，它们有几个共同特点：

一是特指在火星和木星之间一大片小型天体。它们大者直径几百公里，小者几公里、几米甚至几厘米，像条河一样围绕着太阳旋转。

正因为它们在绕太阳公转，才被称为行星，这是它们的第二个特点。

第三个特点是它们的体积都很小，才被称为小行星。

第四是它们麻雀虽小，五脏俱全，有许多像大行星的特点，例如它们有公转，也有自转，只是不像大行星一样绕着一根固定的轴线自转，只是乱七八糟地自个儿转来转去。

最令天文学家们感到奇怪的是这些小行星是怎么形成的，又为什么如此之多地聚集在一起？关于这个问题有许多说法，例如说它是彗星的残骸，或者说它本来是一颗大行星，后来由于某种原因碎裂了，化成了千万颗小行星。

—迷人的彗星—

在所有天体之中，彗星也许是最迷人的天体之一。这一是由于它的稀罕——我们也许终其一生都看不到一次彗星；二是由于它的迷人，当它偶尔光临地球，进入我们的视野之内时，它那独特的美丽要远超其他一切天体，它的光芒也仅次于太阳月亮。由于这两个原因，使人们自古以来就对彗星充满了好奇与遐想。

什么是彗星呢？彗星是一种小质量的天体，沿着细长的轨道绕太阳运行，并且通常在后面拖着一条长长的尾巴，叫彗尾。

从这里我们可以看到彗星的几个特征：一是它必须是环绕太阳运行的；二必须是小质量的，否则就是行星了；三是要在后面有一条长尾巴；四是要沿细长的轨道沿太阳运行。它们的轨道十分细长，因此绕太阳转一圈花的时间短的也有一两百年——它们叫短周期彗星，长的则可达几百万年——它们叫长周期彗星。而且，几乎所有大而亮的彗星都是长周期彗星，对于那些几百万年才光临地球一次的彗星，当我们云南元谋或者东非大裂谷的类人猿祖先们漠不关心地看见过这样的彗星之后，它们就再也没有进入人类的视野了！

在所有的彗星当中，最有名的无疑是哈雷彗星了，它属于公转周期最短的彗星之一，才76年，而且还是大而亮的。这就使得它十分有名了。它的周期是由英国天文学家哈雷发现的，这也是人类发现彗星有周期之始。此前，大家还以为每颗彗星都是新的一颗呢！哈雷最近的一次光临是1986年，那时世界天文学界着实热闹了一阵子。

—宇宙中的孤魂野鬼—

在茫茫太空中游荡着许多天体，它们的质量与体积都远小于一般的行星或者卫星，大则直径几十上百公里，小则几米甚至几厘米，它们像一群孤魂野鬼般在天空流浪，虽然整体上也是绕太阳运行的，但自身的力量十分弱小，因此，当经过地球附近，就可能受到强大的地球的吸引，被拉入地球的引力圈。当它们进入地球大气层后，便与大气摩擦，产生高温，发出亮光，被称为“流星”。

流星不像彗星，我们夜晚在天空中几乎随时可见，据天文学家们统计，平均一分钟大概可以看到10颗流星，也就是平均每10秒钟就有一颗。

流星大体有两个来源：一是小行星，二是彗星。

对于前者，我们前面说过，小行星本来就是一些环绕太阳的小小天体，由于某种原因可能进入地球的引力范围之内而被俘虏，进入大气层成为流星。至于彗星，它的核心就是一些冰之类，其间还有许多杂质颗粒。当彗星靠近太阳时，太阳的热量会使许多这样的颗粒从彗核崩离出来，不过它们并没有四散奔逃，而是仍然处在彗星的轨道上，由彗星带着飞奔。不用说这些微粒是非常之多的，当彗星带着它们与地球相遇时，这些四散的微粒就会因为与大气摩擦产生光亮，这就是流星了！由于这样的颗粒数以万计，因此产生的流星也数以万计了，这就是所谓的“流星雨”。例如著名的狮子座流星雨就是这么来的，它是由一颗叫坦普尔的彗星与地球相遇时产生的。当大的流星雨来时，我们站在夜空下一个小时能看到上万颗流星。

绝大部分流星在穿过地球的大气层时就被烧得什么也不剩下了。极偶尔地，当这些流星足够大时，它们可能还没有烧完，留下一些固体物质坠落到地上，这就是我们所谓的“陨石”了。这些陨石有大有小，大的有几吨甚至几十吨，例如在纳米比亚发现的霍巴陨石重达近80吨。小的不到一公斤，例如加拿大的维尔拿陨石，不到一克重。由于这些陨石是人类能够直接研究的唯一来自外太空的实物样本，因此对天文学研究具有重要的意义。

以上我们花大量篇幅讲述了太阳系及其天体，当然，如今天文学家们的眼睛已经远远地超越了太阳系的天体们，向着更深更远的宇宙前进。

要讲到这些内容就复杂了，在这里只笼统地讲讲我们太阳系居于其内的银河系以及比银河系更广阔的概念——宇宙。

—我们的银河—

晚上，当天气晴好时，在满空的繁星之间，我们会在天空中看到一条淡淡的云带，横贯整个天穹，这就是银河系了。

英语中，银河系一词叫galaxy。这个词除了银河系外，另有一个意思，就是星系，即所有星系都可以称为galaxy。

什么是星系呢？顾名思义，星系就是由许多星星组成的一个系统。这些星星中最主要的当然是恒星，也还有行星、卫星等，以及大量的星际尘埃。宇宙就是由这样的星系构成的。

每个星系都包括大量恒星，少则几亿，多则达万亿以上，在恒星之间还有着大量的由星际气体和尘埃组成的星云。所谓星云可不是如云的星星，而是一些没有成为恒星的云雾状气体与尘埃。在过去，有些星系因为隔得太远，令它们看起来像星云，于是也被称为星云，事实上，它们乃是像银河系一样的星系，里头包括亿万颗恒星。

这些星系大体上分成两类：一类叫椭圆星系，另一类叫旋涡星系。前者在望远镜中是一个由无数恒星构成的球或者椭球体，有的球体直径达几十万光年，包括亿万的恒星。有的则只有几百万颗，被称为矮椭圆星系，这是所有星系中最常见的一类，不过也是最不起眼的一类。

旋涡星系像一个旋涡，整体形状是圆形的，像个圆盘，如果从正面看去，明显地可以看到一条旋臂，它从中心向外曲折旋转，在这条旋臂上聚集着恒星和星际尘埃等，在这条旋臂的中央则是一个巨大的隆起，它有类于星系的“核”，里头聚集着更多的星际物质。

我们的银河系就是这样的旋涡星系。

几乎无论从哪个方面来说，我们所在的银河系都是一个普通的星系，不过因为我们每个人都是银河系小小的一分子，因此它对于我们的意义就比较特别了。

夜晚，我们在天穹上看到的带状云乃是银河系的中央平面，整体的银河系是什么样子呢？它的样子很像我们中国一件古典民乐器——铙钹，中间是凸出的一团，有点像一个球或者椭圆球，然后从它周围伸出去一个圆盘，中心比较厚，从中心往边缘则越来越薄，整体的样子像一个圆盘，天文学家们称为银盘，直径约10万光年，组成它的恒星约有1千亿颗。

长期以来，人类一度认为地球居于宇宙的中心或太阳居于宇宙的中心，因此认为银河系是宇宙的中心，甚至伟大的开普勒都是这样认为的，他的理由是：当我们站在地球上往银河系看时，无论何时，所看到的星星都一样密集，这就像站在森林中心看四周一样，必定会看到树木一样的密集，如果站在边缘，就会看到往边缘的一边树木较少。但他错了，这是因为他凭肉眼并不能看到我们头顶银河真实的情况。事实上，经过天文望远镜，会看到一边的星星比另一边要密集得多。这就说明我们和我们所在的太阳系并非居于银河系之中心。

那么我们在什么地方呢？我们所在的地方位于银河系比较边缘的地方，距银河系的中心约3万光年。太阳居于这个地方并不是固定的，它仍在运动。事实上整个银河系都在运动，所有的天体都在绕着银河系的中心旋转，这可以称为恒星们的公转。太阳公转的速度很快，大约是每秒260公里，然而由于银河系太大，它公转的轨道实在太长，转一圈所需要的时间长达2亿5千万年！

—宇宙的图画—

中国有句古话说，上下四方曰宇，古往今来曰宙。也就是说，所有的空间，一切的时间加起来就叫宇宙。相对于茫茫宇宙而言，地球只是沧海一粟。打个比方说吧，我们可以把地球比作大海里一条最小的鱼，它一辈子都在大海里游着，却永远不会知道大海究竟有多大。

是的，关于宇宙这个最大的概念，我们能够确定的是：它从时间上来说无始无终，从空间上来说无穷无尽。人类永远、永远不会知道它什么时候诞生、究竟有多大、它又什么时候会毁灭。

然而，上面的观念只是我们日常的想法，有点“想当然”的味道，在科学家们看来可不是这样。

现在的天文学家们会绘声绘色地告诉你，我们的宇宙诞生于一百或几百亿年前的一次大爆炸。这次大爆炸后，宇宙开始只是一些辐射，这个辐射像一个发光的灯泡一样，从中心往四周放射出能量，科学家们称为膨胀——这种膨胀至今仍在继续，这就是宇宙的“红移”，这是天文学家们关于现在的宇宙最基本的观念之一。

后来这膨胀像魔术师变戏法似地变出了物质，并且越变越多。那次大爆炸发生约1000年后，这个宇宙便充满物质了。这些物质又在不断地变化，后来渐渐地凝聚起来，变成了一团团的东西，这就是“天体”，我们地球就是这样的天体。

地球这样的天体被称为行星，太阳这样的天体则被称为恒星，行星与恒星都是很大的天体，它们的形状像球，此外还有彗星、小行星、流星等各式各样不同的天体。

所有这些天体的共同特点是，它们都是我们用眼睛看得见、用手摸得着的实实在在的物质。

然而宇宙间还有一些比较特殊的物质，我们的眼睛看不见，手也摸不着。这主要是一些气体，例如氢，还有很少的钙、钠等，此外还有大量不知道是什么东西的微小尘埃。这些小东西充满看上去一无所有的星球空间，它们被称为星际尘埃或者星际介质。

星际尘埃虽然小，但只要有足够大的显微镜还是看得见的，因为它们毕竟是物质。

除了物质而外，这个宇宙还有什么呢？

还有能量。

能量的内容像天体一般复杂，例如热能、核能、光能、万有引力等，它们像一根根无形的针穿透了整个宇宙，到处弥漫。

这样说也许有些模糊，好像宇宙是由这些各式各样的能量呀、物质呀乱七八糟地混在一起构成的，像团乱麻。事实上，宇宙不是一团无序的乱麻，而是一幅井然有序的图画。

我们可以把能量看作是这幅《宇宙图》的背景，里面是一个个美丽的旋涡，像在大地上盛开的一朵朵鲜花，它们就是星系。再仔细看这些花儿，它们也有自己独特而美丽的构造，例如花瓣呀、花蕊呀、花粉呀、绿叶呀等，这些就是构成星系的恒星、行星、星际尘埃等了。

这就是宇宙。