宇宙的形貌
宇宙，是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙是物质世界，处于永恒的运动和发展之中，在空间上是无边无际的，在时间上是无始无终的。宇宙天体呈现出多种多样的形态：有密集的星体状态，有松散弥漫的星云状态，还有辐射场的连续状态。
宇宙的形状
对于宇宙的形状，目前比较普遍的观点是：宇宙是扁平状的。但也有科学家认为宇宙的形状为球形、轮胎形或克莱因瓶形等。
宇宙的结构
从宏观体系上看，宇宙是由星云、星团、星系等组成的，基本上呈多重旋转结构。至于宇宙的微观体系，科学家们经过研究已发现了宇宙中名叫轻子、夸克的基本粒子，这些粒子的特点是没有体积。
宇宙的大小
科学家以光年作为宇宙大小的计算单位。“光年”就是光在真空中行进1年的距离，即94605亿千米，按这样计算，从理论上说，从宇宙的诞生时计算，宇宙的半径尺度应该为100亿～200亿光年。
宇宙间的距离
宇宙问的距离以光年来计算。科学家在研究无边无际的宇宙过程中，发明了许多航天器，经历了一系列时间与空间的跨越过程。
宇宙的边界
目前，科学界对于宇宙的边界比较认同的说法是“无边界设想”。“无边界设想”——宇宙的边界条件——就是它没有边界，是指空间和时间一起形成一个没有边界或边缘的曲面。
宇宙的起源
一般认为，宇宙产生于约100亿年前的一次大爆炸中，由此产生了物质、能源、空间以及时间。起初，宇宙很小也很热。待原子微粒结合形成了氢和氮以后，宇宙开始冷却并向外扩张。经过亿万年的演变，宇宙中出现了星系、恒星、行星以及最早的生命。
大爆炸
大约在100亿年前，宇宙中所有的物质和能量都集中在一个微小的点中，当这个点的温度和密度达到极点时，就发生了大爆炸。大爆炸使物质四散，宇宙空间不断膨胀，后来，随着温度的下降，宇宙中出现了星系等物质。
宇宙的年龄
宇宙的年龄，就是宇宙从某一特定时刻到现在的时间间隔。科学家一般认为宇宙的年龄为100亿～150亿年，但确切的年龄一直无法确定。
宇宙的黑暗时期
宇宙的黑暗时期指的是在宇宙诞生后的最初几十万年里的一个基本不发光、一片黑暗的时期。在宇宙诞生初期，由于光子不断地发生散射作用，而且被一种粒子反射，再撞上其他的粒子，致使光线无法直行，所以当时的宇宙是黑暗的。
宇宙的膨胀
宇宙从诞生开始，就在不断地膨胀。银河系以外的其他星系都在远离我们而去，而且星系越远，退行的速度越快。然而根据爱因斯坦方程，星系本身并不运动，而是星系之间的空间在膨胀，宇宙膨胀随着空间的伸展，致使星系之间相互远离。
宇宙的未来
宇宙未来的命运将如何呢？是继续膨胀，越来越冷、越来越黑暗，最终走向灭亡；还是停止膨胀，开始变瘦，最终缩成一点呢？关于宇宙的未来，科学家有多种设想，如开放宇宙模型、封闭宇宙模型和加速宇宙模型等。
今日的宇宙
今日的宇宙正处于它的壮年期，经过了初期的爆炸和膨胀，已经逐渐平静下来。但并不是说今日的宇宙就是静止不动的，事实上，宇宙的膨胀仍在继续，星体和各个星系仍在不停地向外飞散，它们之间的距离也越来越远，空间仍处于不断扩张之中。
封闭的宇宙
封闭宇宙是一种宇宙模型。这种模型认为宇宙中的物质密度超过临界密度，宇宙就停止膨胀并开始进入收缩状态。在封闭的宇宙中，黑洞不断吸收物质并且不断地增大，之后与其他黑洞相撞，产生更大的黑洞，最后宇宙中的物质都被吸进黑洞，宇宙中只剩下黑洞，甚至可以说宇宙演变成了唯一的一个黑洞。
开放宇宙
开放宇宙是一种宇宙模型，是指宇宙中的物质密度没有达到临界密度，宇宙继续膨胀的状态。但若最后宇宙物质密度总与临界密度一样，我们将得到一个平坦而开放的宇宙。如果重力不足以阻止膨胀，宇宙将一直膨胀下去。
加速宇宙
加速宇宙指的是宇宙自大爆炸之后，一直处于一种以加速度无限膨胀的状态。宇宙的范围将持续扩张，星系之间的距离由于宇宙空间的膨胀将变得无限遥远。
星系
1925年，哈勃根据星系的形状等特征，系统地提出了星系分类法，这种方法一直沿用至今。他把星系分为三大类，即：椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。对星系进行分类，是研究星系物理特征和演化规律的重要依据。
椭圆星系
椭圆星系是一种主要的星系类型。它们不像旋涡星系那样，具有由恒星构成的扁盘结构。椭圆星系当中的恒星几乎呈球形散布，有时则鼓突成椭圆体。由于椭圆星系没有旋臂那样的复杂结构外观，因此它们彼此都很相似。椭圆星系的数量和旋涡星系差不多，而大型椭圆星系当中所包含的恒星数目可以和最大的旋涡星系一般多，甚至更多。椭圆星系几乎不含星际气体与尘埃，星系中的恒星全都绕中心运动，但不全在同一个平面上。
矮星系
矮星系是光度最弱的一类星系，但其数量非常多，大约为10（上标7）～10（上标9）个太阳质量。矮星系多为椭圆星系，是椭圆星系中质量最小的类。
椭圆星系M87
椭圆星系M87位于仙女座，是最着名的星系之一，它距地球4400万光年，质量是太阳的100亿倍，是目前已知的质量最大的星系。在M87核心区还有一个巨大的暗区，天文学家猜测它可能是一个黑洞。
旋涡星系
旋涡星系指的是具有旋涡状结构的河外星系，在哈勃的星系分类中用s代表。旋涡星系的中心区域为透镜状，周围围绕着扁平的圆盘。从隆起的核球两端延伸出若干条螺线状旋臂，叠加在星系盘上。旋涡星系可分为正常旋涡星系和棒旋星系两种。
棒旋星系
棒旋星系是一种有棒状结构贯穿星系核的旋涡星系。在星系的分类中，以符号SB表示。棒旋星系在很多方面，都和正常旋涡星系相似。棒旋星系的核心常为一个大质量的快速旋转体，运动状态和空间结构十分复杂。棒状结构内部和附近的气体及恒星都是非圆周运动。星系盘在星系的外部似乎居主要地位，占星系质量的很大一部分。
正常旋涡星系
正常旋涡星系在大小方面，从仙女座星系那样的巨星系到只有它十分之一大小的矮星系都有。旋涡星系的形状也各不相同，有些有三四个或者更多的旋臂，有些只有两个。但所有的旋涡星系中心都有一个致密的旋涡核和盘子形状的圆盘，以及围绕在核周围的尘埃，还有由很紧密的恒星团组成的旋臂。
车轮星系
车轮星系是一种外观和车轮非常相似的星系。车轮星系由两个旋涡星系碰撞而成，距离地球大约5亿光年，拥有环状外围及牛眼状的核心，其外围由大量的灰尘及气体组成。据证实，车轮星系的外观非常像水波向四周扩散的样子。
透镜星系
透镜星系是类似于凸透镜的星系，也叫草帽星系。它有很突出的尘埃带、明亮的银晕和球状星团。该星系的中心一定有很高能量的天体存在，因为它不但在可见光波段很明亮，而且在×射线波段也极为明亮，让许多天文学家猜测星系的中心有黑洞存在，这个黑洞的质量可能是太阳的10亿倍。透镜星系是椭圆星系向旋涡星系或向棒旋星系过渡的过渡型星系。
触角星系
触角星系由两个正在碰撞的星系形成，因在合并中形成了细长触角状的气体流，犹如昆虫的触角，故而得名。当星系碰撞时，其中的某一星系中的引力作用能将另一个星系“撕开”。这些恒星的“爆发”会产生数以千计的超新星残余，形成数百万摄氏度的“泡沫”状气体，并最终在触角星系中形成直径约为5000光年的“超级磁泡”。除了“超级磁泡”外，触角星系还拥有许多明亮的“点状源”一一中子星、黑洞的存在。
塞弗特星系
1943年，美国天文学家塞弗特发现了一种星系核有强烈活动的旋涡星系，这就是塞弗特星系。其主要特征是：有一个小而亮的恒星状核，核的光谱显示有很宽而且是高激发、高电离的气体发射线和多种禁线；有较强的光度和很蓝的连续谱。塞弗特星系可分为两类，即：Ⅰ型塞弗特星系和Ⅱ型塞弗特星系。Ⅰ型的光谱与类星体的很相似，最暗的类星体常常在最亮的塞弗特星系光谱内，因此人们常把塞弗特星系称为“微类星体”。
不规则星系
不规则星系既没有明显的星系核和旋臂，也没有呈现出旋转对称的状态。这类星系在全天最亮的星系中只占5％。按星系分类法，不规则星系分为ⅠrrⅠ型和ⅠrrⅡ型两类。Ⅰ型是典型的不规则星系，质量为太阳的1亿倍到10亿倍，有的甚至高达100亿倍。但是它们体积小，直径只为2～9千秒差距。Ⅱ型不规则星系外貌不定，分辨不出恒星和星团的组成成分，而且往往有明显的尘埃带。一部分Ⅱ型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系，另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。
特殊星系
特殊星系是指形态和结构都不同于正常星系的河外星系。这类星系同暗一些的背景星系相比，它们有一个很亮的致密核，都有核心区爆发遗留下来的痕迹。致密核不仅有高光度，而且有很强的射电、红外线和×辐射。星系核活动期间会有数次乃至十几次爆发，在整个活动期间，所释放的总能量比银河系整个生命期间释放的还多。特殊星系可分为：塞弗特星系、蝎虎座BL型天体、射电星系等。许多星系表现出剧烈的活动变化，这样的星系又称为活动星系。
蝎虎座BL型天体
蝎虎座BL型天体是一类不规则星系，具有辐射变化快速，红外亮度高等特点。蝎虎座BL型天体因蝎虎座BL得名。1929年发现蝎虎座BL是一个光变不规则、光谱中只有连续谱没有线光谱的特殊天体。当时认为它是变星，1968年才证实它是射电源VRO42．22。
电波瓣
“电波瓣”通常是指“射电波瓣”。它一般位于射电星系的两侧，呈哑铃状，通常比星系大，由星系核心放射出来的高能带电粒子组成，是弥漫的射电辐射区域。
射电星系
天文学家称那些每秒在电波波段辐射的能量相当于（或大于）可见光波段的星系为“射电星系”。射电星系能够发射巨量的电波光子，是因为其内部剧烈的活动。大多数射电星系的电波辐射来自同步辐射过程。在一定条件下，当带电粒子以接近光速的速度在磁场中运动，会因为加速而产生光子，同时具备特殊的谱型分布，以至于它虽在亿万秒差距之外也能辨认得出。
第一个发现塞弗特星系的人
1943年，美国天体物理学家卡尔·塞弗特（1911～1960年）发现了一组有明亮核子的星系，并以自己的名字为之命名为塞弗特星系，他不仅测定了恒星与星系的亮度与颜色，而且还测定出了它们的范围。
星系的碰撞
星系有一个生老病死的演化过程。星系的碰撞与相互吞并引发了星系的演化。比如，椭圆星系可能是小星系碰撞后的产物，旋涡星系则可能是由吞食、掠夺其他星系的星球逐渐增大形成的。
远距离撞击
大约在3亿年前，旋涡星系与一个较小的星系相擦而过。当较小的星系扫过它圆盘的边缘时，质量较大的旋涡星系相对安全地逃脱了，但是这次撞击却给较小的星系带来了巨大的破坏，被旋涡星系的引力带出来的恒星在两者之间形成了一个暂时性的桥梁。
近距离碰撞
两个快速移动着的星系，每个都由上百亿颗恒星组成，它们以每小时数百万千米的速度猛烈相撞。星系中巨大的气体云团撞击在一起，产生出几千颗炽热的新恒星。互相撞击的星系常常融合成为一个更大的星系，最终，宇宙由数量较少但却更为庞大的星系组成。
星暴星系
星暴星系通常是一次星系撞击产生的结果。在这个过程中，星系中的气体云被挤压在一起，引发了突然的恒星生成。1983年，红外线天文卫星发现，星暴星系中充满了炽热的年轻恒星。
星系碰撞
宇宙中有一些星系处在不断碰撞之中。这些碰撞星系由于受到重力效应而瓦解。大约经过10亿年的时间可以融合成较大的星系。在碰撞的两个星系中，一个星系会慢慢地把对方撕开，产生许多由物质所聚成的潮峰、被震波压缩成片状的气体、黝黑的尘埃带和一群被遗弃的恒星。
星系团和星系群
星系一般不单独存在，有成团的倾向。星系在自成独立系统的同时，以一个成员星系的身份参加星系团的活动。超过100个星系的天体系统称为“星系团”，100个以下的称为“星系群”。星系团和星系群，都是以相互的引力关系聚集在一起的。
仙女座星系团
仙女座星系团是距离银河系最近的大星系团，它以三个巨型椭圆星系为主，共有两千多个星系，形状不规则。在这个星系团中，较亮的成员大多是螺旋星系。2002年，着名的池谷一张彗星掠过地球时，就靠近了仙女座星系团。
后发座星系团
后发座星系团位于后发星座，它中间的星系排列紧密而规则，周围是分布均匀的热气球。它看上去有两个团状的由巨椭星系形成的中心，可能是很久以前两个大小相同的星系团互相融合的结果。后发座星系团是后发座超星系团的中心。在后发座星系团中，有数千个成员星系，每个星系的大小都与银河系相近。和其他星系团比起来，后发座星系团算是离银河系较近的一个。
巨椭星系
很多星系团的中心都有一个跨幅约为五十万光年的巨椭星系。这些巨椭星系看起来很像普通的椭圆星系，但实际上却大得多，它们常常是射电波和Χ射线的强发源地。
本超星系团
本超星系团是一个包括银河系在内的一群星系组成的超星系团。其形状类似平底锅里的薄饼，覆盖着一块直径约为2亿光年的区域。本超星系团包含约100个星系群与星系团，仙女座星系团就位于其中心位置。由于所观测到的星体的总亮度没有预期的那么明亮，所以科学家推测本超星系团质量的很大一部分来自于暗物质。
三角星系
在本星系群中，三角星系是第三大星系。它是螺旋星系，包含有许多巨大而明亮的星云。三角星系的恒星数量是仙女座的1／10，直径为银河系的1／2。
本星系群
本星系群是以银河系为中心，半径在约为百万秒差距（300多万光年）空间内的星系的总称，其中最大的是仙女座星系和三角座星系。本星系群大约由30多个星系组成，分散在跨幅约500万光年的空间中。本星系群是一个典型的疏散星系团，没有明显的向中心聚集的趋势。
星际介质
星际介质又称星际物质，是恒星之间含有大量弥漫气体云和微小固态粒子的区域。它包含大量真空，另外还有种类繁多的原子、分子和尘埃。在大多数情况下，星际介质出现在云状聚集物中。银河系内的星际介质主要位于旋臂处，那里还有大量的年轻恒星和星云。
星际介质中的成员
星际介质中的成员主要是气体氢，还有一部分的氦，以及占很小百分比的其他物质，然后依次为钙、水、氨和甲醛。此外，星际介质中还含有大量成分不定的尘埃粒子。最后，还有宇宙射线穿行于星际空间。在银河系的星际介质中，这些细微物质约占银河系总质量的5％。
宇宙尘埃
所谓宇宙尘埃，指的是飘浮于宇宙问的岩石颗粒与金属颗粒。宇宙尘埃仅占星际介质总质量的1％，而其他99％的物质是气体。宇宙尘埃主要是由碳和硅酸盐（硅、氧及金属离子）组成，还有少量的氨及固态二氧化碳。
发射星云
发射星云是气体星云的一种。它们形状大都不太规则，而且没有明晰的边界，所以又称弥漫发射星云。在这些星云中间，通常都有一个或一团光谱型比高温恒星诞生的时间更早。这些恒星的紫外辐射会激发星云内的气体，从而产生光致电离而形成星云的发射光谱，所以称为发射星云。
星际气体
星际气体包括气态的原子、分子、电子、离子等。与固体粒子相比，星际气体是透明的。星际气体的组成元素主要是氢，其次是氦，另外还有微量氮、氧、碳、硫以及其他可能性元素。恒星通常是在星际气体中诞生的。只要达到一定的条件，星际气体就会发生坍缩，最终形成恒星。
黑洞
黑洞是超级致密天体。它的体积趋向于零而密度无穷大，由于具有强大的吸引力，物体只要进入离这个点一定距离的范围内，就会被吸收掉，连光线也不例外。黑洞吸进物质时会发射出Χ射线。
黑洞的形成
黑洞是变为超新星的恒星在爆发后遗留下来的超压缩的核。当超新星爆炸时，恒星核心通常会坍塌，变成中子星。但如果坍塌的核心质量超过太阳质量的3倍，连紧密堆叠的中子也无法承受时，恒星便完全崩塌，最终变成黑洞。
黑洞的质量
当任何两颗恒星绕同一平衡点作轨道运行时，这两颗恒星的相对质量都可以通过这个平衡点的位置求得。天文学家可以从亮度、颜色来计算可见恒星的质量，然后就可以算出它的伴星的质量了。当伴星是个黑洞时，据此就可以求出黑洞的质量。
黑洞之父
真正可以称为“黑洞之父”的人是美国物理学家约翰·韦勒，他于1967年提出了“黑洞”这一名称，证明了黑洞仅具有质量、旋转及电荷等特性。他还提出“黑洞无发”的定理，认为黑洞不具有外部的区分特征。
第一个被人类发现的黑洞
1970年，美国的“自由“号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座×-1，位于天鹅座×-1上的是一个比太阳重三十多倍的巨大蓝色星球，该星球被一个重约十个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞，它就是被人类发现的第一个黑洞。
超大质量黑洞
有的黑洞的质量是太阳的几百万甚至几十亿倍。它们潜伏在星系的中心，由巨大的气体云坍缩形成。它们巨大的引力可以从太空广大的范围吸引来尘埃和气体，构成巨大的吸积盘。这些物质可能呈黑色。
寻找黑洞
在科学家寻找黑洞前，位于地球轨道上的卫星就已经发现了太空中的Χ射线。然后科学家们通过地球上的望远镜对太空中的这一区域进行研究，开始寻找与众不同的天体。1991年，银河卫星和威廉·赫歇耳望远镜发现了一颗黯淡的恒星在围绕着一颗伴星活动。它就是天鹅座V404，它的射线波长就证明了它是一个黑洞。
白洞
白洞是广义相对论所预言的一种与黑洞相反的特殊天体。和黑洞类似，白洞也有一个封闭的边界，聚集在白洞内部的物质，只可以经边界向外运动，而不能反向运动，就是说白洞只向外部输出物质和能量。白洞是一个强引力源，可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。但白洞目前还是一种理论模型，尚未被观测所证实。
银河系
晴朗的夜晚，抬头仰望天空，有一条白茫茫的光带横贯夜空，好像一条河，这就是银河系的一部分。银河系由许多颗星星构成，但由于这些星星距离我们实在太遥远了，所以看上去白茫茫的一片。
银河系的结构
银河系并不是一个单独的、固定的天体，它由众多的恒星以及气体、尘埃等星际物质组成。银河系的绝大多数恒星都集中在银河系扁平的圆盘内，而银河系的旋臂位置是气体、尘埃和年轻的恒星集中的地方。我们所在的太阳系就位于距银河系中心约3万光年的一条旋臂上。
银河系的形状
若站在银河系的外面，从侧面看，整个银河系就像一个中间隆起、四周扁平的大透镜；从上面俯视，银河系就像一个特大的旋涡，从银盘中心向外弯曲伸展出4条旋臂。
银河系内天体的公转
银河系各处的天体公转的速度并不相同，而是受到引力的影响而存在差异。在银河系外部边缘，由于恒星分布稀疏，天体受到的引力较小，所以围绕着银河系缓慢地运行。
河外星系
在茫茫宇宙中，银河系也只是个微不足道的小点儿。银河系之外还有很多的星系，它们也是由数十亿到数千亿颗恒星、星云以及星际物质组成的，统称为河外星系。现在已被天文学家发现的河外星系总数有10亿个以上。
星系的分类
在多种星系分类系统中，天文学家哈勃于1926年提出的分类系统是应用得最广泛的一种。哈勃根据星系的形态把它们分为三大类：椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。其中，旋涡星系又可分为正常旋涡星系和棒旋星系两种。对星系进行分类，是研究星系的物理特征和演化规律的重要依据。
星系的演化
星系也有一个生老病死的演化过程。目前最流行的说法是：星系的演化是由星系的碰撞和相互吞食所控制的。小星系的运动会带走星系之间的星际物质；而旋涡星系则可能是由好些个星系相互作用、吞食、掠夺其他星系的星球与星云而逐渐增大形成的。
旋涡星系
旋涡星系是已经观测到的数量最多的一种星系，它的形状很像江河中的旋涡。银河系就是一个旋涡星系。与银河系一样，在其他旋涡星系中，绝大多数恒星也都集中在扁平的圆盘内，而在旋臂上分布着大量的星际物质、气体和疏散星团。
不规则星系
不规则星系的外形没有一定的形状，也没有明显的中心，其中含有大量气体，年轻的恒星很多，有些还是刚刚问世的。不规则星系一般既小又暗，形成恒星的速度比较慢。和其他类型的星系相比，这种星系中年老的恒星数量要少得多。
椭圆星系
椭圆星系的外形呈圆形或椭圆形。科学观测表明，椭圆星系中没有什么气体，也找不到年轻的恒星。因为椭圆星系中的所有恒星都是在遥远的过去同时诞生的，这使得星系中的气体被一下子消耗殆尽。宇宙中最大和最小的星系都是椭圆星系。
星系碰撞
星系之间存在着巨大的空间，虽然发生碰撞的概率非常低，但还是有一些星系会发生碰撞。互相碰撞的两个星系，其中一个星系会慢慢地把对方“撕开”，大约经过10亿年的时间，可以融合成一个较大的星系。这种碰撞在宇宙诞生的早期经常发生，它使许多星系的形状变得不规则。
行星
太阳系的各大行星和其他一些天体都是由太阳诞生后的遗留物质形成的，这一形成过程大约发生在46亿年以前。太阳系的行星可以分为两大类：类地行星和类木行星。它们都按照特定的规律围绕太阳运动。
类地行星
类地行星是以硅酸盐石作为主要成分的行星，它们的结构大致相同：都有一个主要是铁的金属中心，外层则被硅酸盐幔所包围。它们的表面一般都有峡谷、陨石坑和山。太阳系有四个类地大行星：水星、金星、地球和火星。
类木行星
类木行星都是体积十分巨大的行星，成员包括木星、土星、天王星、海王星，其中以木星为代表，故称做类木行星。它们的共同特点就是体积大、质量大，但是密度小，具有浓密的大气，另有行星环以及为数众多的卫星环绕。
行星的轨道
行星的轨道是行星围绕太阳公转的路线，基本都呈椭圆形，而且基本处于一个平面上。行星的轨道越小，行星表面受到的作用力就越大，密度也就越大。同时，由于受到太阳的作用力，所有的行星轨道都在压缩，轨道越小，压缩的速度就越快。
内行星的视运动
类地行星中因水星和金星都处于地球内侧，故称内行星。其视线运动因为地球本身不停地转动，会让人觉得复杂且难解。这种看起来很复杂的运动，即称为内行星的视运动。
开普勒定律
开普勒定律是德国天文学家开普勒花了近20年的时间，提出来的关于行星运动的定律，共有三条。开普勒发现的行星运动定律改变了整个天文学，彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系理论，完善并简化了哥白尼的日心说，并为牛顿发现万有引力定律奠定了基础。
黄道
天文学把太阳在天球上的周年视运动轨迹，称为“黄道”，即地球公转轨道面在天球上的投影。黄道和天球赤道成23°26＇的角，相交于春分点和秋分点。
白道
月球以椭圆轨道绕地球运转，这个轨道平面在天球上截得的大圆称为白道。白道平面不重合于天球赤道，也不平行于黄道面，它在空间的位置不断变化。
星座命名
古巴比伦人在公元前3000年左右，把较亮的恒星划分成许多区域，这些区域叫做星座。当时，人们根据较亮的恒星连线组成的图案形状，再结合神话故事中的人物、动物的名字，来给它们命名。
星座的日周运动
星座的日周运动是指星座中的天体每天由东向西转一圈的运动，它是由地球的自转引起的。由于地球绕日公转的缘故，星座在做日周运动的同时，每天还会向西移动约1°。地球自转360°角需24小时，也就是每4分钟做1°的自转。所以，在地球上看来，同一星座在同一方向出现的时刻每天提前约4分钟，1个月则提前2小时。
星座中的星星排位
星座由许多明亮的恒星所组成，每个主要的恒星都有名称，其名字是用希腊字母表示的。α代表最亮的恒星，然后依序从β到ω表示较暗的恒星。希腊字母前面加上星座名则是恒星的全称，例如仙后座α星。
黄道十二宫
天文学家为了表示太阳在黄道上的位置，将黄道分为十二段，这十二段便称为“黄道十二宫”。它是黄道通过的12个星座。当地球绕太阳公转时，太阳看起来会在这些星座构成的背景前移动。黄道十二座分别为：白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座（射手座）、摩羯座，水瓶座、双鱼座。
地球
地球是太阳系中最美丽的行星。从太空看地球，地球是一颗光亮的蔚蓝色的行星，它的表面是茫茫的海洋和河流，地球上的陆地则像镶嵌在海水中的岛屿。虽然在八大行星中，按照距离太阳由近及远的顺序，地球位列第三，但地球所处的宇宙环境是较稳定和安全的。而且地球自身又具备了生物生存所必需的温度、大气、水等有利条件，也就使地球上出现了生命物质。
蓝色的星球
在地球表面5．1亿平方千米的面积中，海洋和河流就占了71％，而陆地只占了29％。在太空中看地球，粗看是一个蓝色球体，细看起来，地球白天大部分是浅蓝色，唯一真正绿色带是中国的青藏高原地区；一些高山湖泊很明亮，而且呈橄榄绿色，好像硫酸铜矿的颜色。在地球温度较低又没有云层的地区，如喜马拉雅山那样的高山地区，甚至可以看清楚那里的森林、平原、道路、溪流和湖泊。
地球的诞生
在几十亿年前，宇宙中充满了气体和尘埃。慢慢地，尘埃开始旋转，并渐渐凝聚成固体。直到46亿年前，其中的一些宇宙尘埃便形成一个大火球——原始地球。伴随火山爆发喷出的大量气体，形成了地球大气层，其中的水蒸气冷却后降落到地面形成了海洋。再过了很久，地球上出现了大片的陆地，这些陆地是连在一起的。又过了几亿年，地球上的陆地又逐渐分开了，最后成为现在的样子。
地球的圈层结构
整个地球不是一个均质体，而是具有明显的圈层结构。地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈可进一步划分为四个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。
地球的形状
地球来自哪里？早在170万年前，人类就对自己的家园，产生了各种美丽的遐想，编织了许多绚丽多彩的传说。中国古代就有盘古开天辟地的故事；古希腊神话讲开天辟地时，传说宇宙是从混沌之中诞生的，最先出现的神是大地之神——该亚，天空、陆地、海洋都是由她而生，因此人们尊称她为“地母”。
地球的内部构造
地球的分层结构基本上是按地震波的传播速度划分的。地球的内部好比一个煮熟的鸡蛋，可分为三层：地壳、地幔和地核。地壳是指地面以下、莫霍面以上的一个圈层，相当于鸡蛋壳；地幔是指莫霍面以下到古登堡面以上的部分，相当于鸡蛋清；地核是指地球内部位于地幔之下的核心部分，相当于鸡蛋黄。
地球的形状
地球的形状是一个略扁的椭圆形球体。更形象地说，地球的形状就像一个梨：它的赤道部分鼓起，是它的“梨身”；北极有点尖，像个“梨蒂”；南极有点凹进，像个“梨脐”。整个地球像个梨形的旋转体，因此人们称它为“梨形地球”。
转动的陀螺
尽管我们感觉不到地球在转，但地球就像一只陀螺，沿着自转轴自西向东不停地旋转着。由此而产生了昼夜交替和昼夜长短的变化。同时，地球还要按照一定的路线绕着太阳公转，使得地球上的四季在不断地转换。她自转一周为一天；公转一周为一年，要365天。公转轨道是椭圆的，而太阳位于这个椭圆的一个焦点上。
白天和黑夜
地球自转时，它总是半面对着太阳，另外半面背着太阳；对着太阳的那半面是白天，背着太阳的半面则是黑夜。所以，当我们所在的半球是白天时，另一个半球就是黑夜。
四季的形成
地球永不停歇地侧着身子，围绕太阳这个大火炉运转。在运转的过程中，地轴始终与轨道面倾斜成66°33＇的夹角。由于地轴的倾斜，当地球处在轨道上不同位置时，地球表面不同地点的太阳高度是不同的。太阳直射，热量集中，日照时间长，昼长夜短，气温高，形成夏季，反之就是冬季。于是这种冷暖便不停地交替着，从而形成了寒来暑往的四季。
地球的磁场
我们平时用指南针、罗盘来辨别方向就是因为地球具有磁性。地球的磁性，是地球内部的物理性质之一。地球是一个大磁体，在其周围形成磁场，即表现出磁力作用的空间，称做地磁场。地磁场虽然看不见，但可以保护地球免遭各种宇宙射线的侵害。地球的磁场来自地球的金属核，金属核像一个永久磁场，使地球周围充满磁场。地球磁场内的空间称为磁层，磁层向外远远地伸入宇宙中，保护地球生命免受太阳辐射的伤害。
地球的外衣
大气层是地球的外衣，保证了地球的基本恒温。大气层又像是地球的盔甲，阻挡了来自太空的各种宇宙尘埃和陨星、陨石，防止地球遭受碰撞和伤害。它是一种由空气和水汽及部分杂质组成的无色、无味的混合气体。它的主要成分是氮气和氧气，还有含量少但作用不可低估的二氧化碳和臭氧等。根据大气温度和高度的变化，大气层可以分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层五层。
埃托斯特尼的贡献
最早算出地球大小的，应该说是公元前3世纪的希腊地理学家埃拉托斯特尼。他成功地用三角测量法测量了阿斯旺和亚历山大城之间的子午线长，算出地球的周长约为25万希腊里（39600千米），与实际长度只差340千米，这在2000多年前实在是了不起。
地球的年龄
地球有一个漫长的成长历史。现在，地球已是一个46亿岁的老寿星了。地球自诞生后，就在不断地成长、变化，在成长中留下了许多痕迹。比如地球的外衣——地壳，许多化石都点缀在其中。这些化石就像一种奇妙的文字，可以向人们展示地球的成长过程。
得天独厚的条件
地球上有生命，而其他行星仍然保持着原貌。地球所以一枝独秀，得益于它所处的位置。它距离太阳不远不近，既能获得太阳的光和热，保持一个适合生命繁衍的适宜温度，又能防止太阳光线中有害物质的侵袭。
地球上的时间
时间是无形的，看不见，摸不着，但与人类的生活息息相关。在几百年前，定时非常地混乱，给人们的生活带来非常多的麻烦。直到1884年，世界天文学家在华盛顿召开了一次统一时间的国际会议，规定了世界各国的计时方法，一个全球共同遵守的统一时间诞生了。会议把0°经线上的时间，规定为国际标准时间。由于英国格林尼治天文台在0°经线上，所以国际标准时间又称为格林尼治时间。
月球
月球是地球唯一的天然卫星，也是距离我们最近的天体，与地球的平均距离约为384401千米。如果步行到月亮，每小时走5千米，要足足走8年零9个月才能到达月亮。月球的表面积还不如我们亚洲的面积大。月球自己本身不发光，靠反射太阳光而发亮。月球上有山脉和平原，有累累坑穴和纵横沟壑，但没有水和空气，昼夜之间温差悬殊，一片死寂和荒凉。
月球的结构
月球像地球一样，内部结构复杂，它从外向内可分为4层，即：月表、月壳、月幔、月核。最外层的月壳平均厚度约为60～65千米。月壳下面到1000千米深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000℃，很可能是熔融状态的，由铁、镍和硫组成。月球直径约3476千米，直径比地球的1／4稍大些。
月球的起源
月球起源是个十分古老的问题，传统的说法是同源说、分裂说和俘获说。新近有一种大碰撞说认为，在太阳系形成早期，大约在相当于目前地月系统存在的空间范围内，形成了一个原始地球和一个火星般大小的天体，它们在各自的演化中均形成了以铁为主的金属核和以硅酸盐组成的幔及壳。一个偶然的机会这两个天体撞在了一起，地球被撞出了轨道，火星大小的天体也碎裂了。飞离的尘埃、气体受地球的引力作用“落”在地球的周围，通过相互吸积，先形成几个小天体，以后像滚雪球似的形成了月球。
地月系
地球与月球构成了一个天体系统，称为地月系。在地月系中，地球是中心天体，因此一般把地月系的运动描述为月球对于地球的绕转运动。然而，地月系的实际运动，是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。
月球表面
月面上山岭起伏，还有洋、海、湾、湖等各种特别名称——其实月面上并没有水。环形山是碗状凹坑结构。直径大于1千米的环形山就有33000多个。许多环形山的中央有中央峰或峰群。肉眼所看到的月面上的暗淡黑斑叫月海，是广阔的平原。由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。
月球的岩石
月球表面覆盖着一层松散层，由岩石碎块、角砾状岩块、砂和尘土组成，称为月壤。月球岩石与地球岩石有很大区别：月球岩石中没有碳、氢、硫、氯、汞等低温蒸发物质，而富含铝、钛、锆等不易熔化的耐熔元素。
辐射纹
月面辐射纹是在少数环形山四周的辐射状的明亮条纹。一般认为，月面上的辐射纹是小天体撞击月面，形成环形山时从环形山中抛出的碎小物体堆积而成的。辐射纹是月面上的一个主要特征，整个月面约有50个较“年轻”的环形山具有辐射纹。哥白尼环形山和开普勒环形山就有相当美丽的辐射纹。
月陆从地球上看月球，肉眼看到的暗色部分就是月海，高出月海的部分称为月陆，它是隆起在月面的古老高地，看起来比月海亮得多。
月海
我们将月面上较暗的区域称为“月海”，这是一些低凹的较为开阔的平原地区，已命名的月海有22个。其中最大的叫风暴洋，面积约500万平方千米，较大的月海还有澄海、危海，丰富海等。
月球的背面
由于在地球上看不到月球的背面，所以月球的背面蒙上了一层十分神秘的色彩。1959年，苏联发射的“月球3号”探测器成功发回了第一批月球背面的照片，借此我们终于揭开了它的神秘面纱。原来，月球背面与正面相比有很大差异，背面没有明显的山脉，大部分是崎岖不平、纵横交错、重叠相连的环形山；月海的数量很少，只有东海、莫斯科海和理想海。
范德格拉夫洼地
令人惊讶的是，月球最长和最短半径都在背面。最短半径在南纬30°附近的范德格拉夫洼地，它是一个不规则的月坑，直径约为233米，而且内部还存在一些小月坑，深度约4千米。而且那里的磁场和放射性比周围地区要强烈得多，这就意味着此月坑表面可能有火山岩存在。
日食与月食
当月球运行到太阳和地球之间，遮住太阳的光线时，就会发生日食；当月球进入地球的影子里，使月球的一部分甚至全郎的光线被遮住时，就会发生月食。
月相
月球靠反射阳光发光，随着月球的运动，产生了月球反光部分的位相变化，叫做月相，当月球运行到地球和太阳之间时，我们看不到月亮反射光线，叫做新月，或叫朔，这时是农历初一。初七之后凸面向西的半个月相叫上弦月；到了农历十五、十六、十七，月亮对着地球的一面完全被照亮，一轮圆月称为满月，或叫望；满月过后，月亮的明亮面逐渐变小，到了农历二十二、二十三，凸面向东的半个月相称为下弦月，这时的月亮半夜时分从东方升起，一星期后，月相又回到朔。
潮汐
潮汐是沿海地区海水一种有节奏的周期性涨落的自然现象，古代称白天的潮汐为“潮”，晚上的称为“汐”，合称为“潮汐”。地球上的海洋涨潮和退潮是由太阳与月球的引力引起的。
月球上的能源
1985年，专家们通过分析“阿波罗”号载人登月飞船带回的月球岩土样品发现，月球上有大量地球上稀有的物质氦-3。而这种在地球上很难得到的物质是清洁，安全和高效的核聚变发电燃料，可提供便宜、无毒、无放射性的能源，被科学界称为“完美能源”。如果用航天飞机往返运输，一次可运回20吨液化氦-3，可供美国一年的电力。
登月
1969年7月20日，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和埃德温·奥尔德林乘“阿波罗11号”宇宙飞船首次成功登上月球，实现了人类登上月球的梦想。从1969年到1972年，美国共进行了5次“阿波罗”飞行，共有12名字航员登上月球。这一系列“访问”大大丰富了人类对月球的认识。
地球的大气层
在地球的外边包裹着一层厚厚的气体，这层气体叫做大气层。大气层是多种气体的混合物，其主要成分有氮气、氧气和氢气，还包括少量的二氧化碳、氦气、氖气、氪气和水蒸气等。大气层的空间密度随高度而减小，越高空气越稀薄。大气层是人类和其他地球生物赖以生存的物质条件。
大气层的结构
大气层的厚度约为：3000千米，但由于地心引力的作用，约50％的大气都聚集在离地面5000米以下的区域。大气在垂直方向上的物理性质是有显着差异的。根据温度、大气成分、电荷等物理性质，同时考虑到大气在垂直方向上的运动等情况，可将大气分为五层，从下到上分别是：对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。
大气环流的形成和运动
地球表面的大气环流通过赤道的热空气和极地的冷空气相互进行空气交换。但它们之间并非直接进行交换，仔细观察的话，如图所示，在赤道和极地之间有三个空气环流，使得空气的流动变得很复杂。
大气环流
大气环流一般是指地球大气层中具有稳定性的各种气流运行的综合表现。大气环流构成全球大气运行的基本形势，它是全球气候特征和大范围天气形势的原动力。控制大气环流的基本因素是太阳辐射、地球表面的摩擦作用、海陆分布和地形等。
大气效应
地球大气对地表的长波辐射具有强烈的选择吸收，大气吸收长波辐射的同时又放射出长波辐射，其中一部分逸向了太空，而另一部分又返回地表和低层大气，从而使有大气存在时地表的温度高于无大气存在时地表的平均温度，保持了地面的热量。大气的这种保温作用就称为大气效应。
大气温度
大气的温度即大气的冷热程度，就是我们平时所说的气温。大气的冷热程度实质上是空气分子平均能动大小的表现。当空气获得热量时，空气分子的平均能动增加，气温就上升；反之，当空气失去热量，其分子平均能动减小，气温也就随之降低。气温在地球表面的平均分布主要与季节、地理纬度、海陆分布、海拔高度等因素有关。
臭氧层空洞
离地面10～50千米的大气层中，含有较多的臭氧，它是平流层大气最关键的组成成分。臭氧阻挡了阳光中大部分的紫外线，使地球上的生物免受紫外线的伤害。因此，有人形象地把臭氧层比喻为地球的“保护伞”。近年来，科学观测发现臭氧层遭受破坏，在南极甚至出现臭氧层消失的现象，即所谓的臭氧层空洞。
大气潮汐
大气潮汐是由于月球和太阳对地球各处大气的引力不同以及太阳辐射的日变化引起的地球大气的周期性波动现象，主要表现为某一处的气压、风和温度的周期性变化。由于月球离地球最近，因此，月球引潮力产生的大气潮汐较太阳引潮力产生的大气潮汐要大。
地球的内部结构
地球是一个由不同状态、不同物质的圈层构成的巨大的球体。第一层是地壳，位于海水的下面，其平均厚度仅有6千米；再往下一层是地幔，其厚度几乎达到地球厚度的一半；在地幔的下面是由炽热的岩浆及铁、镍等金属构成的地核。
地壳
地壳是包裹着地球内部的一层薄壳，质量仅为地球的0．2％，是由许多种类的固体岩石构成的，其厚度大概是几千米。但大陆地壳与海洋地壳有明显的差别。大陆地壳较厚，主要由火成岩、变质岩和沉积岩组成。海洋地壳则比较薄，主要由玄武岩和辉长岩组成。
大陆地壳和海洋地壳
大陆地壳是指位于大陆下面的地壳，平均厚度为30～40千米，但在最高的山脉下厚度可达70千米。大陆地壳是最古老的地壳，有些岩石可以追溯到38亿年前。大陆地壳漂浮在地幔上，处于一种平衡状态，称为地壳平衡。海洋地壳是指位于海洋下面的地壳，是各部分地壳中最薄的，厚度在6～11千米之间，海洋地壳也是最年轻的地壳，目前所知还没有超过2亿年的。
地幔
地幔介于地壳和地核之间，是地球内部体积和质量最大的结构，大部分由被称为“橄榄岩”的岩石构成，平均厚度为2800多千米。在地壳层以下大约700千米的地方是上地幔和下地幔的分界线。下地幔一般被认为是固态的，而上地幔则是由半融化的物质所构成。
地核
地核处于地球的最深部位，分为外地核、过渡层和内地核三个层次。外地核的构成物质呈液态；过渡层的构成物质处于由液态向固态过渡的状态；内地核主要成分是以铁、镍为主的重金属，因此又称为“铁镍核”。地核是地球的核心，受到的压力比地壳和地幔大得多，而且温度也很高，达到2000℃～6000℃，
地核的形成
地核是地球内部位于地幔之下的核心部分。原始地球形成以后，构成地球的物质在重力作用与高温的共同影响下，其内部物质发生了部分熔融。其中局部熔融状态的物质温度超过了铁的熔点，使地球中的金属铁、镍及硫化铁等物质熔化并流向地心，从而形成地核。
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