宇宙起源悖論

目前大家所熟悉的“宇宙起源理論”，如大爆炸、弦理論等都是建立在真空已經存在的基礎上的。

因為如果沒有了真空，那麼就談不上“大爆炸奇點”和“弦”了

悖論/矛盾在於：

【真空】也是宇宙的一部分

而目前的理論既然是宇宙起源理論

但又沒有談到真空的起源及組成部分

所以這是矛盾的

因此，描述目前的宇宙起源理論最好的詞語是：【星球起源理論】

出自《全集然文明X檔案》

[編輯本段]【平行宇宙悖論】

平行宇宙又稱多元宇宙論，說的是：這個世界上可能不止一個宇宙，而是存在着很多不同的，平行的，互不干涉的宇宙；而有些時候這些不同宇宙中的事物卻可以通過一定的渠道來到另外的宇宙里(即“蟲洞”)。

悖論/矛盾在於：

【宇宙】這個詞語包含了：世界萬物

如果說有另外一個宇宙存在於這個世界上。

那麼宇宙這個詞語又不能包含：世界萬物

所以這是矛盾地。

其實平行宇宙/多元宇宙描述地是“不同時空”

或者說：這個宇宙可能存在不同的時空，但並不存在不同的宇宙（因為那就與宇宙的概念，產生了根本性的矛盾）

所以最準確的描述應該是：這個宇宙可能有很多平行的【時空】

出自《全集然文明X檔案》

[編輯本段]【宇宙觀念的發展】

宇宙結構觀念的發展遠古時代，人們對宇宙結構的認識處於十分幼稚的狀態，他們通常按照自己的生活環境對宇宙的構造作了幼稚的推測。在中國西周時期，生活在華夏大地上的人們提出的早期蓋天說認為，天穹像一口鍋，倒扣在平坦的大地上；後來又發展為後期蓋天說，認為大地的形狀也是拱形的。公元前7世紀，巴比倫人認為，天和地都是拱形的，大地被海洋所環繞，而其中央則是高山。古埃及人把宇宙想像成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子，大地的中央則是尼羅河。古印度人想像圓盤形的大地負在幾隻大象上，而象則站在巨大的龜背上，公元前7世紀末，古希臘的泰勒斯認為，大地是浮在水面上的巨大圓盤，上面籠罩着拱形的天穹。也有一些人認為，地球只是一隻龜上的一片甲板，而龜則是站在一個托着一個又一個的龜塔...

古人想像的宇宙

最早認識到大地是球形的是古希臘人。公元前6世紀，畢達哥拉斯從美學觀念出發，認為一切立體圖形中最美的是球形，主張天體和我們所居住的大地都是球形的。這一觀念為後來許多古希臘學者所繼承，但直到1519～1522年，葡萄牙的F.麥哲倫率領探險隊完成了第一次環球航行后，地球是球形的觀念才最終被證實。

公元2世紀，C.托勒密提出了一個完整的地心說。這一學說認為地球在宇宙的中央安然不動，月亮、太陽和諸行星以及最外層的恆星天都在以不同速度繞着地球旋轉。為了說明行星運動的不均勻性，他還認為行星在本輪上繞其中心轉動，而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。地心說曾在歐洲流傳了1000多年。1543年，N.哥白尼提出科學的日心說，認為太陽位於宇宙中心，而地球則是一顆沿圓軌道繞太陽公轉的普通行星。到16世紀哥白尼建立日心說后才普遍認識到：地球是繞太陽公轉的行星之一，而包括地球在內的八大行星則構成了一個圍繞太陽旋轉的行星系──太陽系的主要成員。1609年，J.開普勒揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉，發展了哥白尼的日心說，同年，伽利略·伽利雷則率先用望遠鏡觀測天空，用大量觀測事實證實了日心說的正確性。1687年，I.牛頓提出了萬有引力定律，深刻揭示了行星繞太陽運動的力學原因，使日心說有了牢固的力學基礎。在這以後，人們逐漸建立起了科學的太陽系概念。

在哥白尼的宇宙圖像中，恆星只是位於最外層恆星天上的光點。1584年，喬爾丹諾·布魯諾大膽取消了這層恆星天，認為恆星都是遙遠的太陽。18世紀上半葉，由於E.哈雷對恆星自行的發展和J.布拉得雷對恆星遙遠距離的科學估計，布魯諾的推測得到了越來越多人的贊同。18世紀中葉，T.賴特、I.康德和J.H.朗伯推測說，佈滿全天的恆星和銀河構成了一個巨大的天體系統。弗里德里希·威廉·赫歇爾首創用取樣統計的方法，用望遠鏡數出了天空中大量選定區域的星數以及亮星與暗星的比例，1785年首先獲得了一幅扁而平、輪廓參差、太陽居中的銀河繫結構圖，從而奠定了銀河系概念的基礎。在此後一個半世紀中，H.沙普利發現了太陽不在銀河系中心、J.H.奧爾特發現了銀河系的自轉和旋臂，以及許多人對銀河系直徑、厚度的測定，科學的銀河系概念才最終確立。

18世紀中葉，康德等人還提出，在整個宇宙中，存在着無數像我們的天體系統(指銀河系)那樣的天體系統。而當時看去呈雲霧狀的“星雲”很可能正是這樣的天體系統。此後經歷了長達170年的曲折的探索歷程，直到1924年，才由E.P.哈勃用造父視差法測仙女座大星雲等的距離確認了河外星系的存在。

近半個世紀，人們通過對河外星系的研究，不僅已發現了星系團、超星系團等更高層次的天體系統，而且已使我們的視野擴展到遠達200億光年的宇宙深處。

宇宙演化觀念的發展在中國，早在西漢時期，《淮南子·俶真訓》指出：“有始者，有未始有有始者，有未始有夫未始有有始者”，認為世界有它的開闢之時，有它的開闢以前的時期，也有它的開闢以前的以前的時期。《淮南子·天文訓》中還具體勾畫了世界從無形的物質狀態到渾沌狀態再到天地萬物生成演變的過程。在古希臘，也存在着類似的見解。例如留基伯就提出，由於原子在空虛的空間中作旋渦運動，結果輕的物質逃逸到外部的虛空，而其餘的物質則構成了球形的天體，從而形成了我們的世界。

太陽系概念確立以後，人們開始從科學的角度來探討太陽系的起源。1644年，R.笛卡爾提出了太陽系起源的旋渦說；1745年，G.L.L.布豐提出了一個因大彗星與太陽掠碰導致形成行星系統的太陽系起源說；1755年和1796年，康德和拉普拉斯則各自提出了太陽系起源的星雲說。現代探討太陽系起源z的新星雲說正是在康德－拉普拉斯星雲說的基礎上發展起來。

1911年，E.赫茨普龍建立了第一幅銀河星團的顏色星等圖；1913年，伯特蘭•阿瑟•威廉•羅素則繪出了恆星的光譜－光度圖，即赫羅圖。羅素在獲得此圖后便提出了一個恆星從紅巨星開始，先收縮進入主序，后沿主序下滑，最終成為紅矮星的恆星演化學說。1924年，亞瑟·斯坦利·愛丁頓提出了恆星的質光關係；1937～1939年，C.F.魏茨澤克和貝特揭示了恆星的能源來自於氫聚變為氦的原子核反應。這兩個發現導致了羅素理論被否定，並導致了科學的恆星演化理論的誕生。對於星系起源的研究，起步較遲，目前普遍認為，它是我們的宇宙開始形成的後期由原星系演化而來的。

1917年，A.阿爾伯特·愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個“靜態、有限、無界”的宇宙模型，奠定了現代宇宙學的基礎。1922年，G.D.弗里德曼發現，根據阿爾伯特·愛因斯坦的場方程，宇宙不一定是靜態的，它可以是膨脹的，也可以是振蕩的。前者對應於開放的宇宙，後者對應於閉合的宇宙。1927年，G.勒梅特也提出了一個膨脹宇宙模型.1929年哈勃發現了星系紅移與它的距離成正比，建立了著名的哈勃定律。這一發現是對膨脹宇宙模型的有力支持。20世紀中葉，G.伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙模型，他們還預言，根據這一模型，應能觀測到宇宙空間目前殘存着溫度很低的背景輻射。1965年微波背景輻射的發現證實了伽莫夫等人的預言。從此，許多人把大爆炸宇宙模型看成標準宇宙模型。1980年，美國的古斯在熱大爆炸宇宙模型的基礎上又進一步提出了暴漲宇宙模型。這一模型可以解釋目前已知的大多數重要觀測事實。

宇宙圖景當代天文學的研究成果表明，宇宙是有層次結構的、像布一樣的、不斷膨脹、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。

層次結構行星是最基本的天體系統。太陽系**有八顆行星：水星金星地球火星木星土星天王星海王星。（冥王星目前已被從行星里開除，降為矮行星）。除水星和金星外，其他行星都有衛星繞其運轉，地球有一個衛星月球，土星的衛星最多，已確認的有26顆。行星小行星彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運轉，構成太陽系。太陽占太陽系總質量的99.86％，其直徑約140萬千米，最大的行星木星的直徑約14萬千米。太陽系的大小約120億千米（以冥王星作邊界）。有證據表明，太陽系外也存在其他行星系統。2500億顆類似太陽的恆星和星際物質構成更巨大的天體系統——銀河系。銀河系中大部分恆星和星際物質集中在一個扁球狀的空間內，從側面看很像一個“鐵餅”，正面看去則呈旋渦狀。銀河系的直徑約10萬光年，太陽位於銀河系的一個旋臂中，距銀心約3萬光年。銀河系外還有許多類似的天體系統，稱為河外星系，常簡稱星系。現已觀測到大約有10億個。星系也聚集成大大小小的集團，叫星系團。平均而言，每個星系團約有百餘個星系，直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫本星系群。若干星系團集聚在一起構成更大、更高一層次的天體系統叫超星系團。超星系團往往具有扁長的外形，其長徑可達數億光年。通常超星系團內只含有幾個星系團，只有少數超星系團擁有幾十個星系團。本星系群和其附近的約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團。目前天文觀測範圍已經擴展到200億光年的廣闊空間，它稱為總星系。

[編輯本段]宇宙的起源劉子岳著

所謂大爆炸理論，簡單地說就是宇宙開始的時候是由一個火球爆炸而形成的。近代科學研究發現宇宙不是永恆的，而是在不斷的膨脹中。宇宙的不平衡現象最早是由一位德國的醫生髮現的。他在夜空觀查星星時發現，每個星球間的距離並沒有因為萬有引力的關係而彼此靠近。那麼，在星球之間必定存在另一種力量抵消了它們彼此之間的萬有引力。他就把這現象假設為宇宙在不斷地膨脹。

後來科學家們又發現了紅移現象，就是遠距離星球射向地球的光以紅光為多，近距離的則以紫光為主。這說明了星球在遠離地球。接着愛因斯坦提出了廣義相對論，他提出加速度不等於零的理論，其中即包含了宇宙膨脹的學說。1931年，美國天文學家以先進的天文望遠鏡發現，在銀河系外仍有很多銀河系，並且在不斷地膨脹，這才使得宇宙膨脹的理論得到證實。

到了40年代，科學家們預測宇宙是由大爆炸產生的，那麼它爆炸之後必定會有殘餘物質留在太空之中。這遺留的物質就是電子波［輻射波］，其所代表的溫度約為零下273度。這假設在當時並沒被證實。在60年代時，貝爾實驗室的科學家為電訊研究架起天線時發現一直聽到噪音，而這噪音所代表的溫度為零下260度左右。在此同時普林斯頓大學的物理學家們也在憑理論找尋大爆炸后的餘波，後來這兩組工作研究聯合表示，這天線所收到的噪音即為大爆炸后的餘波，其溫度約為零下270度，這一發表證實了大爆炸的理論。

以大爆作為宇宙開始的說法仍需進一步的求證，因為宇宙在大爆炸后如何能維持這麼的有次序是沒有人能解釋的。我們目前只能證實說，宇宙是由創造而來的，不是由進化而來的。宇宙是在不斷的膨脹中，其它的學說則仍有待證實。

[編輯本段]【宇宙的創生】

1.有些宇宙學家認為，暴漲模型最徹底的改革也許是觀測宇宙中所有的物質和能量從無中產生的觀點，這種觀點之所以在以前不能為人們接受，是因為存在着許多守恆定律，特別是重子數守恆和能量守恆。但隨着大統一理論的發展，重子數有可能是不守恆的，而宇宙中的引力能可粗略地說是負的，並精確地抵消非引力能，總能量為零。因此就不存在已知的守恆律阻止觀測宇宙從無中演化出來的問題。這種“無中生有”的觀點在哲學上包括兩個方面：①本體論方面。如果認為“無”是絕對的虛無，則是錯誤的。這不僅違反了人類已知的科學實踐，而且也違反了暴漲模型本身。按照該模型，我們所研究的觀測宇宙僅僅是整個暴漲區域的很小的一部分，在觀測宇宙之外並不是絕對的“無”。現在觀測宇宙的物質是從假真空狀態釋放出來的能量轉化而來的，這種真空能恰恰是一種特殊的物質和能量形式，並不是創生於絕對的“無”。如果進一步說這種真空能起源於“無”，因而整個觀測宇宙歸根到底起源於“無”，那麼這個“無”也只能是一種未知的物質和能量形式。②認識論和方法論方面。暴漲模型所涉及的宇宙概念是自然科學的宇宙概念。這個宇宙不論多麼巨大，作為一個有限的物質體系，也有其產生、發展和滅亡的歷史。暴漲模型把傳統的大爆炸宇宙學與大統一理論結合起來，認為觀測宇宙中的物質與能量形式不是永恆的，應研究它們的起源。它把“無”作為一種未知的物質和能量形式，把“無”和“有”作為一對邏輯範疇，探討我們的宇宙如何從“無”——未知的物質和能量形式，轉化為“有”——已知的物質和能量形式，這在認識論和方法論上有一定意義。

2.宇宙是如何起源的？空間和時間的本質是什麼？這是從2000多年前的古代哲學家到現代天文學家一直都在苦苦思索的問題。經過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲，宇宙學已經不再是幽深玄奧的抽象哲學思辯，而是建立在天文觀測和物理實驗基礎上的一門現代科學。

目前學術界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時數學家勒梅特提出的，他認為最初宇宙的物質集中在一個超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學家伽莫夫等人，又詳細勾畫出宇宙由一個緻密熾熱的奇點於150億年前一次大爆炸后，經一系列元素演化到最後形成星球、星系的整個膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。

宏觀宇宙是相對無限延伸的。“大爆炸宇宙論”關於宇宙當初僅僅是一個點，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定範圍也無法計算質量的宇宙壓縮在一個極小空間內的假設只是一種臆測。況且從能量與質量的正比關係考慮，一個小點無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢？

人類把地球繞太陽轉一圈確定為衡量時間的標準——年。但宇宙中所有天體的運動速度都是不同的，在宇宙範圍，時間沒有衡量標準。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙範圍就沒有任何意義。既然年的概念對宇宙而言並不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？

1929年，美國天文學家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，並推導出星系都在互相遠離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠的星系運動速度越快－－星系紅移量與星系距離呈正比關係。但他沒能發現很重要的另一點－－星系紅移量與星系質量也呈正比關係。

宇宙中星系間距離非常非常遙遠，光線傳播因空間物質的吸收、阻擋會逐漸減弱，那些運動速度越快的星系就是質量越大的星系。質量大，能量輻射就強，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當然是質量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠星系因質量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質量小、能量輻射弱的星系（除極少數距銀河系很近的星系，如大、小麥哲倫星系外）則很難觀察到，於是我們現在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內的恆星由於距地球近，大小恆星都能看到，所以恆星的紅移紫移數量大致相等。

導致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質結構都是在一定範圍內圍繞一個中心按圓形軌跡運動的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個中心向四周作放射狀的直線運動。因此，從地球看到的紫移星系範圍很窄，數量極少，只能是與銀河系同一方向運動的，前方比銀河系小的星系；後方比銀河系大的星系。只有將來研製出更高分辨程度的天文觀測儀器才能看到更多的紫移星系。

宇宙中的物質分佈出現不平衡時，局部物質結構會不斷發生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結構相對平衡的狀態不會改變。僅憑從地球角度觀測到的部分（不是全部）可見星系與地球之間距離的遠近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現象並不說明海水總量是在增加或減少一樣。

1994年，美國卡內基研究所的弗里德曼等人，用估計宇宙膨脹速率的辦法計算宇宙年齡時，得出一個80～120億年的年齡計算值。然而根據對恆星光譜的分析，宇宙中最古老的恆星年齡為140～160億年。恆星的年齡倒比宇宙的年齡大。

1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測到的微波背景輻射，是因為佈滿宇宙空間的各種物質相互之間能量傳遞產生的效果。宇宙中的物質輻射是時刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據自己判斷設計的一種衡量標準。這種能量輻射現象只能說明宇宙中的物質由於引力作用，在大尺度空間整體分佈的相對均勻性和星際空間裏確實存在大量我們目前還觀測不到的“暗物質”。

至於大爆炸宇宙論中的氦丰度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次於氫元素的數量極豐富的原子結構，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬於物質結構分佈規律中很平常的物理現象。在宇宙大尺度範圍中，不僅氦元素的丰度相似，其餘的氫、氧……元素的丰度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環境而不斷互相變換的，並不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦丰度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯繫。

大爆炸宇宙論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，最後的結局如何呢？德國物理學家克勞修斯指出，能量從非均勻分佈到均勻分佈的那種變化過程，適用於宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個基於其總能量與溫度之比的物理量，他把這個物理量取名為“熵”，孤立系統中的“熵”永遠趨於增大。但在宇宙中總會有高“熵”和低“熵”的區域，不可能出現絕對均勻的狀態。所以，那種認為由於“熵”水平的不斷升高而達到最大值時，宇宙就會進入一片死寂的永恆狀態，最終“熱寂”而亡的結局，是把我們現在可觀測到的一部分宇宙範圍當作整個宇宙的誤識。

根據天文觀測資料和物理理論描述宇宙的具體形態，星系的形態特徵對研究宇宙結構至關重要，從星系的運動規律可以推斷整個宇宙的結構形態。而星系共有的圓形旋渦結構就是整個宇宙的縮影，那些橢圓、棒旋等不同的星系形態只是因為星系年齡和觀測角度不同而產生的視覺效果。

奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質運動形式。這種螺旋現象對於認識宇宙形態有着重要的啟迪作用，大至旋渦星系，小至DNA分子，都是在這種螺旋線中產生。大自然並不認可筆直的形式，自然界所有物質的基本結構都是曲線運動方式的圓環形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團、超星系團無一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一個大旋渦。因此，確立一個“螺旋運動形態宇宙模型”，比那種作為所有物質總和的“宇宙”卻脫離曲線運動模式而獨闢蹊徑，以直線運動方式從一個中心向四面八方無限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能體現真實的宇宙結構形態。

[編輯本段]【時空起源】

有些人認為，時間和空間不是永恆的，而是從沒有時間和沒有空間的狀態產生的。根據現有的物理理論，在小於10－43秒和10－33厘米的範圍內，就沒有一個“鍾”和一把“尺子”能加以測量，因此時間和空間概念失效了，是一個沒有時間和空間的物理世界。這種觀點提出已知的時空形式有其適用的界限是完全正確的。正像歷史上的牛頓時空觀發展到相對論時空觀那樣，今天隨着科學實踐的發展也必然要求建立新的時空觀。由於在大爆炸后10－43秒以內，廣義相對論失效，必須考慮引力的量子效應，因此有些人試圖通過時空的量子化的途徑來探討已知的時空形式的起源。這些工作都是有益的，但我們決不能因為人類時空觀念的發展或者在現有的科學技術水平上無法度量新的時空形式，而否定作為物質存在形式的時間、空間的客觀存在。

人和宇宙從20世紀60年代開始，由於人擇原理的提出和討論，出現了人類存在和宇宙產生的關係問題。人擇原理認為，可能存在許多具有不同物理參數和初始條件的宇宙，但只有物理參數和初始條件取特定值的宇宙才能演化出人類，因此我們只能看到一種允許人類存在的宇宙。人擇原理用人類的存在去約束過去可能有的初始條件和物理定律，減少它們的任意性，使一些宇宙學現象得到解釋，這在科學方法論上有一定的意義。但有人提出，宇宙的產生依賴於作為觀測者的人類的存在。這種觀點值得商榷。現在根據暴漲模型，那些被傳統大爆炸模型作為初始條件的狀態，有可能從極早期宇宙的演化中產生出來，而且宇宙的演化幾乎變得與初始條件的一些細節無關。這樣就使上述那種利用初始條件的困難來否定宇宙客觀實在性的觀點失去了基礎。但有些人認為，由於暴漲引起的巨大距離尺度，使得從整體上去觀測宇宙的結構成為不可能。這種擔心有其理由，但如果暴漲模型正確的話，隨着科學實踐的發展，一定有可能突破人類認識上的困難。

[編輯本段]【宇宙物質多樣性】

太陽系天體中，水星、金星表面溫度約達700K，金星表面籠罩着濃密的二氧化碳大氣和硫酸雲霧，氣壓約50個大氣壓，水星、火星表面大氣卻極其稀薄，水星的大氣壓甚至小於2×10－9毫巴；類地行星(水星、金星、火星)都有一個固體表面，類木行星卻是一個流體行星；土星的平均密度為0.70克／立方厘米，比水的密度還小，木星、天王星、海王星的平均密度略大於水的密度，而水星、金星、地球等的密度則達到水的密度的5倍以上；多數行星都是順向自轉，而金星是逆向自轉；地球表面生機盎然，其他行星則是空寂荒涼的世界。

太陽在恆星世界中是顆普遍而又典型的恆星。已經發現，有些紅巨星的直徑為太陽直徑的幾千倍。中子星直徑只有太陽的幾萬分之一；超巨星的光度高達太陽光度的數百萬倍，白矮星光度卻不到太陽的幾十萬分之一。紅超巨星的物質密度小到只有水的密度的百萬分之一，而白矮星、中子星的密度分別可高達水的密度的十萬倍和百萬億倍。太陽的表面溫度約為6000K，O型星表面溫度達30000K，而紅外星的表面溫度只有約600K。太陽的普遍磁場強度平均為1×10－4特斯拉，有些磁白矮星的磁場通常為幾千、幾萬高斯（1高斯＝10－4特斯拉），而脈衝星的磁場強度可高達十萬億高斯。有些恆星光度基本不變，有些恆星光度在不斷變化，稱變星。有的變星光度變化是有周期的，周期從1小時到幾百天不等。有些變星的光度變化是突發性的，其中變化最劇烈的是新星和超新星，在幾天內，其光度可增加幾萬倍甚至上億倍。

恆星在空間常常聚集成雙星或三五成群的聚星，它們可能占恆星總數的1／3。也有由幾十、幾百乃至幾十萬個恆星聚在一起的星團。宇宙物質除了以密集形式形成恆星、行星等之外，還以瀰漫的形式形成星際物質。星際物質包括星際氣體和塵埃，平均每立方厘米只有一個原子，其中高度密集的地方形成形狀各異的各種星雲。宇宙中除發出可見光的恆星、星雲等天體外，還存在紫外天體、紅外天體、X射線源、γ射線源以及射電源。

星系按形態可分為橢圓星系、旋渦星系、棒旋星系、透鏡星系和不規則星系等類型。60年代又發現許多正在經歷着爆炸過程或正在拋射巨量物質的河外天體，統稱為活動星系，其中包括各種射電星系、塞佛特星系、N型星系、馬卡良星系、蠍虎座BL型天體，以及類星體等等。許多星系核有規模巨大的活動：速度達幾千千米／秒的氣流，總能量達1055焦耳的能量輸出，規模巨大的物質和粒子拋射，強烈的光變等等。在宇宙中有種種極端物理狀態：超高溫、超高壓、超高密、超真空、超強磁場、超高速運動、超高速自轉、超大尺度時間和空間、超流、超導等。為我們認識客觀物質世界提供了理想的實驗環境。

[編輯本段]【運動和發展】

宇宙天體處於永恆的運動和發展之中，天體的運動形式多種多樣，例如自轉、各自的空間運動(本動)、繞系統中心的公轉以及參與整個天體系統的運動等。月球一方面自轉一方面圍繞地球運轉，同時又跟隨地球一起圍繞太陽運轉。太陽一方面自轉，一方面又向著武仙座方向以20千米／秒的速度運動，同時又帶着整個太陽系以250千米／秒的速度繞銀河系中心運轉，運轉一周約需2.2億年。銀河系也在自轉，同時也有相對於鄰近的星系的運動。本超星系團也可能在膨脹和自轉。總星系也在膨脹。

現代天文學已經揭示了天體的起源和演化的歷程。當代關於太陽系起源學說認為，太陽系很可能是50億年前銀河系中的一團塵埃氣體雲(原始太陽星雲)由於引力收縮而逐漸形成的（見太陽系起源）。恆星是由星雲產生的，它的一生經歷了引力收縮階段、主序階段、紅巨星階段、晚期階段和臨終階段。星系的起源和宇宙起源密切相關，流行的看法是：在宇宙發生熱大爆炸后40萬年，溫度降到4000K，宇宙從輻射為主時期轉化為物質為主時期，這時或由於密度漲落形成的引力不穩定性，或由於宇宙湍流的作用而逐步形成原星系，然後再演化為星系團和星系。熱大爆炸宇宙模型描繪了我們的宇宙的起源和演化史：我們的宇宙起源於200億年前的一次大爆炸，當時溫度極高、密度極大。隨着宇宙的膨脹，它經歷了從熱到冷、從密到稀、從輻射為主時期到物質為主時期的演變過程，直至10～20億年前，才進入大規模形成星系的階段，此後逐漸形成了我們當今看到的宇宙。1980年提出的暴漲宇宙模型則是熱大爆炸宇宙模型的補充。它認為在宇宙極早期，在我們的宇宙誕生后約10－36秒的時候，它曾經歷了一個暴漲階段。

[編輯本段]【宇宙是否有限】

我們的先輩們曾認為宇宙是範圍並不很大的球狀天體，其中包含着地球以及其他一些形體較小的發光體。直至公元1700年以前，這種理論在天文學界一直佔據主導地位。即使在哥白尼發現地球並非宇宙的中心之後，人們仍持同樣的觀點，只是把“宇宙主宰”這一光環又贈給了太陽而已，而宇宙的基本定義仍未得到根本上的改變。天空仍舊是天上的“球”，裏面有許多星星，不過，它包括的主體是太陽，相比之下，地球要遜色得多。

托勒密的“地心說”體系

哥白尼的“日心說”體系

開普勒的橢圓型軌道的思想廢除了星體是“透明的球體”這一謬論，但是卻仍然保留了星體是“最外層天體球”這一說法。感謝卡西尼的研究成果，他揭開了太陽系的真實面目，從而證明了太陽系比人們想像的要大得多，而這也只是將人們腦海中宇宙的邊界擴大了而已。

直至哈雷於1718年發現了恆星也是運動着的球體這一事實后，天文學家們才開始重新認真地認識宇宙。當然，即使所有星體都在移動，宇宙仍有可能是有限的，而所有的星體也都有可能在進行着極其緩慢的移動。但是為什麼有的星體的運動速度之快足以被人們觀察到，而正是這些星體才能發出比較明亮的光線呢？

關於這一問題，存在這樣一種可能，即某個星體由於具有較大的形體，從而能放射出比較明亮的光線，同時由於其體積較大，造成宇宙對它的束縛產生了困難，從而導致了它的移動。當然，這只是一種特定的假設，但這種全新的設想對於解開有關謎團是具有創造性意義的——即使其很難在實驗室條件下得到驗證，或根本無法解決任何問題。

另一方面，有些星球與地球間的距離有可能相對來說比較近，因此看上去就可能顯得比較亮一些。再者，如果所有星球移動的速度是相同的，那麼距地球越近，往往就顯得運動得更快一些。這一點與實驗室條件下的實驗結果是相符的。這一現象是以解釋運動越快的星體其亮度越高的原因。那相對比較昏暗的星球其實也處於運動狀態，但由於它與地球間距離實在太遙遠了，因此即使經過幾個世紀的觀測也無法察覺到它的位置的變化，但這一變化卻有可能在數千年的過程中被觀測到，這的確需要人們一代一代不懈的努力。

如果各個星體與太陽系間的距離各不相同，那麼宇宙就應該是無限的，而眾多的星球則會像蜂群一樣遍佈於宇宙的各個角落。直至1718年，人們才意識到這一點而摒棄了宇宙有限論，從此，一幅廣闊無垠而壯麗非常的宇宙畫卷終於展現在人們的眼前。