第二章
宇宙成员的神秘探索
宇宙中有多少星
过去多数人认为，浩如烟海的宇宙是无穷无际的，所以这个问题毫无意义。但近代有众多的证据表明，宇宙可能是一个有限但没有边界的时空。所以它拥有的星数不应当是无穷大。而且，事实上宇宙中有多少星，有多少质量的物质，本身就是一个极其重要的、有关全局的大问题，它直接关系到宇宙今后的“命运”——是像现在那样一直膨胀下去，还是到一定时候会变胀为缩?但这又是当前无法正确回答的大难题。就目前最新资料而言，宇宙中大约包含有近2000亿个星系，如以银河系中有的星星数作为每个星系所含恒星的平均数，即每个星系内有3000亿颗星，那么，宇宙中应当共有600万亿亿颗星星。如果我们每秒钟能数上10颗星，这些星也要你昼夜不停地数上2万亿年!
宇宙“长城”之谜
前些年，美国哈佛一斯密森天体物理研究中心的科学家玛格特·盖勒和约翰·赫奇勒曾经宣布，他们首创的三度空间图像表明，宇宙建立在许多巨大空间的四周。这些空间看起来就像洗脸盆上的肥皂泡，而大大小小的星系就依附在“泡沫”上。有的光度均匀、结构对称的环。它们虽有着酷似行星状星云的美丽外表，实质上却是一个星系。用世界上最大的天文望远镜可以看见它清晰的倩影：核心呈红色，环则有些发蓝。这类天空中的特殊星系又叫华格天体。
有关华格天体的谜比较多。当初美国洛韦尔无文台台长华格发现这类天体时就曾指出，要产生一个半径为20角环的环，起引力透镜作用的天体质量要比正常星系的质量大好几个数量级才有可能。以华格天体的质量，还不具备这个能力。
美国天文学家奥康涅尔等人曾专门研究过星系的环，但与椭圆星系的环相比，华格天体的环具有特殊性，它光度均匀，结构对称，十分完美。他们还拍摄到了华格天体的光谱，谱线红移相当于每秒12750千米，证明这种天体确实是在银河系之外。
以色歹0特拉维夫大学天文台的布洛施，通过对华格天体的研究，又有了新的收获。他发现，华格天体的环发出的光比核发出的光还要强。他经过深入研究，认为华格天体的环属于旋涡星系的环中的一种特例，是由星系盘的某种不稳定性造成的，也就是说，星系中棒状结构的不稳定性，搅动星系盘面形成了星系的环状结构。
卡耐基学院的弗·施维策等人通过对华格天体的研究，得出了与布洛施不同的看法。他们认为，华格天体是透镜星系中的一
“肥皂泡”相当大，直径达到15亿光年。
但是，这些“肥皂泡”是怎样产生的?构成星系的物质是如何空出这么巨大的区域来的?诸如此类的问题，在科学界引起激烈争论。有人认为，是大爆炸将物质从空间中心推向四周，从而形成“泡状”。这种说法存在着很大问题，因为它无法解释物质怎么能跑完这么长的路程，形成这么巨大的空间。
最近，有人又发现了横跨天穹的一个狭长星系。这个星系长约5亿光年，宽约2亿光年，厚约1500光年。这是天文学家迄今为止发现的最庞大的宇宙结构。美国《科学》杂志详细报道了这一发现，并将其命名为“长城”。
这道肉眼看不见的呈曲线形的“长城”，离地球大约2亿～3亿光年。由于距离遥远，它在一般的天文摄影照片上显示不出来。
在这一新发现之前，宇宙中最大的发光结构被认为是银河系超星系团。“长城”的发现，又增加了问题的神秘性，在太空中很可能还有更巨大的结构体在等待人们去发现。
星系“环状结构”之谜
木星、土星和天王星等行星都有环，但这并非是它们的、“专利”，人们可能难以相信，拥有千百亿颗恒星的庞然大物——星系，也会用环来“装饰’’自己。
天空中确有这样一类星系：它们中心呈恒星状，周围有一个种特例。这种天体的环的形成，是一星系被另一星系吸积的结果，换句话说，大约在二三十亿年前，另一星系与华格天体相吸后又分离，环状结构正是另一星系被“打劫”留下的“买路钱”。
以上几种解释，都有一定的道理，也都有不完善的地方，现在还无法断定谁对谁错。但毫无疑问，华格天体正日益受到人们的关注，人们期待着随着科学的发展，最终能解开这个谜。
类太阳系星系
在一个类似太阳系的恒星系统奄奄一息之际，天文学家们观察到在距它5光年以外的地方，有数十亿颗慧星同时燃烧消失。研究人员日前在一个新闻发布会上说，他们发现从狮子座星系中一颗成熟的、膨胀的红色大恒星中涌现出大量的水，首次表明地球不再是惟一一个生命必需元素——水的存在地。
操作沿低地轨道运行的亚毫米波天文学卫星(SWAS)的科学家们并没有打算进入天体生物学领域。SWAs被用来测量星系周围云层中的水、氧气和碳。天文学家们利用它观测了一颗名为CW Leortis的恒星，发现恒星中的水分比它应该有的要多10000倍。于是他们得出结论说，拥有这么多水的惟一可能是同时蒸发10亿颗由冰组成的彗星。SW．AS小组的成员、美国约翰·霍普金斯大学的戴维说：“只有慧星的水量接近于SWAS看到的这么多的水量。我们相信，我们正在目睹60亿年后太阳系末目的一幕。”
看来，Cw Leonis正在吞噬着环绕它的小冰块天体。这些天体就像处于冥王星和海王星之外的环绕太阳运行的天体带(KB0s)一样，当KB0s飞近太阳时就会变成活跃的彗星。在cw Leonis的核燃料越来越少时，这些小冰块天体就会像气球一样膨胀起来，其大小相当于太阳到木星之间的距离，并且发出比它正常亮度大5000倍的光。来自美国夏威夷大学的天文学家欧文说：“如果他们的解释是正确的，我们发现的就不是绕其他恒星运行的巨大行星，而是彗星。这有助于我们发现新的行星，发现被可能形成的大气层及海洋气体围绕的行星。”
宇宙中有没有“地外行星” ’
太阳系内可能再也没有未发现的大行星了，但这不等于宇宙中没有大行星。因为宇宙之大，可以无所不容，光我们银河系内，就拥有三四千亿颗恒星，与太阳同类的G型星，少说也有好几百亿颗，硬说这些恒星都没有自己的行星或行星系统，太阳系是宇宙中的惟一，这是何等的荒谬。进入空间时代后，人们用多种方法开始寻找我们的“表亲”，1983年，红外天文卫星首开记录，发现在织女星旁就有一个不小的行星系统。此后，好消息接踵而来，尤其是一些新方法的运用，使得地外行星的成员很快增加起来，到2001年3月，已知的这种天体已经超过了50颗。当然，由于观测上的限制，这50多颗地外行星的“个头”大多比木星还大，因而是温度较高的气体团，基本上不会有生命存在。
星系有几种类型
常言说得好：“天外有天”，银河系虽然硕大无朋，但在浩如烟海的宇宙中，又只是“沧海一粟”了。以前认为，宇宙中的星系在200亿个上下，但“哈勃”太空望远镜探测的资料证明，星系数当在2000亿以上，比过去多了近10倍。根据统计，绝大多数星系(约占80％)都是与我们银河系类似的“旋涡星系(S)”，它们最显著的特征是有几条很优美的旋臂。旋涡星系的大小在5～50千秒差距间，质量则介于太阳质量的10亿～1000亿倍问；第二类星系(约占17％)是椭圆星系(E)，它们的外形如一个扁度不一的椭圆。这类星系的悬殊极大，直径大小有200倍之差，在1～200千秒差距间，质量则可相差近1亿倍，在30万～10万亿(太阳质量)间；另外还有少量的说不上什么形状的“不规则星系”，它们一般都较小，大、小麦哲伦星系则是其代表。
最大的星系有多大
在星系中，1974年最大星系的记录是3C 236，它位于小狮座方向上，其直径为5800千秒差距，是银河系直径的230多倍!但在1980年德国天文学家报告说，他们发现了更大的3C345。这个发出强射电的星系的直径竟是23900千秒差距，又足足大了3倍多——如果把我们银河系比作一个直径20厘米的铁饼，那么，3C 236就相当于一个标准好冰池，而这个3C 345简直就可作为一座“万人体育馆”了。与此相反，最小的星系是我们的近邻之一天龙星系(距我们67千秒差距)，它的直径只有0.3千秒差距，按上述的比例，它只能比作一颗小小的绿豆了，如果不是“近水楼台”，恐怕不容易被发现呢。
星体互相“吞食”之谜
我们知道，宇宙中星体之问距离十分遥远，相互靠近的机会很少。但天文学家经过观测和研究，发现星体之间也存在互相“吞食”的现象。科学家把这类星体称为宇宙中的“杀星”。
前不久，美国天文学家就发现了这样一颗“杀星”。有两颗恒星，本来是一对双星，都已进入晚年，均属自矮星。这两颗恒星体积很小，可质量要比太阳大得多。经观测发现，这两颗恒星靠得很近，相互围绕对方旋转运动。其中一颗大的恒星，时刻都在吞吃比它小的那颗恒星。大恒星把小恒星的外层物质剥下来吸到自己身上来，使自己越来越“胖”，体积和质量不断增大。而那颗被吞食的恒星，逐渐变得“骨瘦如柴”，现在只剩下一个光秃秃的星核了。
不但星体之间存在着互相“吞食”的现象，星系之问也在互相“吞食”。现在有一种理论认为，宇宙中的椭圆星系就是由两个旋涡扁平星系互相碰撞、混合、吞食而成的。有人曾用计算机做过模拟实验：用两组质点代表星系内的恒星，分布在两个平面内，由于引力作用，以一定的规律相向而行，逐渐趋于混合。在一定条件下，两个扁平星系经过混合确能发展成一个新的椭圆星系。
在宇宙中．除旋涡扁平星系和椭圆星系外，还有一种环状星系。天文学家们发现，在这类星系中，恒星分布在环状圈内，有时环中央没有任何天体，有时有天体，有时环上还有结点。有人认为，这种环状星系的形成，是两个星系互相碰撞、互相吞食的结果。环中心的天体和环上结点，鞔是它们相互吞食后留下的痕迹。
加拿大天文学家科门迪通过观测还发现，某些巨大的椭圆星系，其亮度分布异常，好像中心部位另有一个小核。他认为，这就是一个质量小的椭圆星系被质量大的椭圆星系吞食的结果。
前面说过，星体之问、星系之间距离都非常遥远，互相碰撞和吞食的机会很少。所以，要想证实以上说法能否成立，还需要一定的时间。
银河系的外形
天文学家告诉我们，银河系从侧面看去，像一个运动员用的“铁饼”，或者说像一个硕大无朋的凸透镜；而从上向下俯视，则好比是一只美丽的海星。可是聪明的读者不免犯疑：我们始终是位于银河系之内，至少，在可见的将来也绝无走出银河系的可能。科学家怎么能知道它的整体形状呢?不是说“不识庐山真面目，只缘身在此山中”吗?其实，这是天文学家在大量观测了其他许多星系后才得到的结论。正如我们虽然在大楼的房屋内，但见到了邻近的同规格的楼房，不也就知道了自己大楼的外形了吗。
迢迢牵牛星，皎皎河汉女。银河，中国古人又称河汉、天河。美丽闪亮的银河总是引起人们的遐思与困惑，早在17世纪，意大利科学家伽利略就观测到白茫茫的银河是一个恒星密集的区域，接着英国学者赖特提出银河系形状似磨石或透镜的设想。
18世纪，英国天文学家赫歇尔在赖特猜想的基础上通过观测验证提出：银河像一个巨大的飞碟。他们估计，银河系中有3亿颗恒星，其直径为8000光年，厚1500光年。今天的科学研究表明：银河系的外形像一个中间厚、边缘薄的扁平盘状体。银盘是银河系的主体，其直径约8万光年，中央厚约1万光年，边缘厚约3000～6000光年。银盘外是由稀疏的恒星和星际物质组成的一个球状体，包围着银盘，这个球状体称为银晕，银晕的直径约10万光年。
银河系核心之谜
古希腊人认为，人类居住的地球是宇宙中心。16世纪，哥白尼把地球降为一颗普通行星，把太阳作为宇宙中心天体。18世纪，赫歇尔认为，太阳是银河系中心。20世纪，沙普利把太阳“流放”到银河系的旋臂上，离银河系中心有几万光年之遥。16世纪，哥白尼提出地球是一颗普通行星，太阳是宇宙的中心天体。18世纪，赫歇尔认为太阳只是银河系的中心。20世纪，英国学者沙普利的新发现表明，太阳并不在银河系的中心。据20世纪80年代的观测数据：银河系的总质量相当于2000亿个太阳的质量，太阳系位于银河系的一只旋臂上，距离银河系的中心大约25000光年。
在太阳离开“银心”之后，谁坐镇“银心”便成为天文学家关注的大问题。而且“银心”离我们的距离并不算远，理应把它的“主人”搞清楚。然而，对“银心”的观测并不容易，原因是“银心”到处充满了尘埃。这层厚厚的“面纱”，让人难以窥视其中的奥秘。
随着观测手段的不断改进，人们对“银心”的了解也在不断增加。这主要是靠接收尘埃无法遮挡的红外线和射电波。美国贝尔实验室的工程师央斯基是最先接收到“银心”射电波的。
由于“银心”核球的红外线和射电波信号很强，人们推测它可能是质量极大的矮星群。1971年，英国天文学家认为，核球中心部有一个大质量的致密核，或许还是一个黑洞，其质量约为太阳质量的100万倍。如果真是一个黑洞， “银心”应有一个强大的射电源。
20世纪80年代，美国天文学家探测到以每秒200千米的速度围绕“银心”运动的气体流，它离“银心”越远，速度越慢。他们估计这是“银心”黑洞影响的结果。另一些美国天文学家也宣布探测到“银心”的射电源，这一结果说明“银心”可能是一个黑洞。
原苏联的一些天文学家则认为，证明“银心”是黑洞的证据不足。他们认为，“银心”可能是恒星的诞生地，因为其中心有大量的分子云，总质量为太阳质量的10万倍，温度为200～300K。
天文学家很关心“银心”是否为一黑洞，为此，美国天文学家海尔斯提出了一个判断，即一对质量与太阳相当的双星从黑洞旁掠过时，其中一颗被黑洞吸进后，另一颗则以极高速度被抛射出去。经过计算，这样的机会并不大。海尔斯的判据虽不能最终解决问题，但不失为一条新思路。然而，要最终搞清楚“银心”的构成，仍有许多工作要做。
那么，位于银河系中心的是什么星系呢?目前，由于观测条件的限制，人们还难以窥视银河系核心的奥秘。
奇异的银河系旋臂
银河系是漩涡结构，属于漩涡星系。在漩涡星系内，由年轻亮星、亮星云和其他天体构成的从里向外旋转的“带子”，叫作旋臂。银河系有4条旋臂，它们从银盘往外延伸，大体与银心对称。离银心最近的一条约在13000光年处，人们习惯上称它为“．3000秒差距臂”。另外3条位于太阳附近，即人马座旋臂、猎户座旋臂和英仙座旋臂。太阳就在猎户座旋臂的里侧。
漩涡结构
通常的观点认为，银河系的漩涡结构是由于银河系自转的缘故。这种看法以荷兰天文学家奥尔特为代表。他在20世纪20年代就提出：像行星围绕太阳旋转一样，恒星也围绕银河系中心旋转，而且距离中心越近的恒星运动得越快，较远的则运动相对较慢。他还计算出太阳绕银河系中心公转的速度为每秒220千米。如果围绕银河系中心公转一周，需要2亿多年。
奇妙的星系
天文学家估计：在用最先进的仪器所观测到的宇宙里，星系总数可能达到1000亿个之多。今天对星系的划分沿用1926年哈勃的方法。他根据星系的形状等特征，把星系分为三=大类：椭圆星系、漩涡星系和不规则星系。漩涡星系又可分为正常漩涡星系和棒漩星系。除此之外，也还有其他分类。对星系分类，是研究星系物理特征和演化规律的重要依据。美国天文学家发现了迄今为止最大的发光结构——一道由星系组成的长为5亿光年，厚约1500光年，离地球2亿～3亿光年的“宇宙长城”。它是一个巨大的河外星系。
恒星产生之谜
1955年，前苏联著名天文学家阿姆巴楚米扬提出“超密说”。他认为，恒星是由一种神秘的“星前物质”爆炸而形成的。具体地讲，这种星前物质体积非常小，密度非常大，但它的性质人们还不清楚。不过，多数科学家都不接受这种观点。
与“超密说”不同的是“弥漫说”，其主旨是认为恒星由低密度的星际物质构成。它的渊源可以追溯到18世纪康德和拉普拉斯提出的“星云假说”。
星际物质是一些非常稀薄的气体和细小的尘埃物质，他们在宇宙中各处构成了庞大的像云一样的集团。这些物质密度很小，每立方千米只有10{-8}～10{-4}克，主要成分是氢(90％)和氦(10％)，它们的温度为-200℃～-100℃。
从观测来看，星云分为两种：被附近恒星照亮的星云和暗星云。它们的形状有网状、面包圈状等。最有名的是猎户座的“暗湾”，其形状像一匹披散着鬃毛的黑马的马头，因此也叫“马头星云”，而美国科普作家阿西莫夫说它更像迪斯尼动画片中的“大灰狼”的头部和肩部。
星云是构成恒星的物质，但真正构成恒星的物质量非常大，构成太阳这样的恒星需要一个方圆900亿千米的星云团。
科学家正使用CcD(电荷耦合器件)成像技术探索宇宙的奥秘。
在无数星星中，除了少数行星外，都是自己会发光、且位置相对稳定的恒星。它们像长明的天灯，万世不熄。太阳是距我们最近的一颗恒星。其他恒星离我们都非常遥远，最近的比邻星也在4光年以外。如果把它们拉到太阳的位置上，那么我们就能看到无数个太阳了。
古人以为恒星的位置是不变动的。其实，恒星不但自传，而且都以不同的速度在宇宙中飞奔，速度比宇宙飞船还快，只是因为距离太遥远，人们不易察觉而已。
恒星都是十分庞大的天体。例如，太阳的直径约为140万千米，相当于地球的109倍，体积比地球大130万倍。在辽阔的宇宙海洋里，太阳只是一名很普通的成员。恒星世界中的巨人——红超巨星的直径要比太阳大几十倍或几百倍!
恒星发光的强度各不相同，即使是发光强度大体相同的恒星，由于与我们的距离有远有近，亮度也不同。人们根据恒星的视觉亮度，把它们分为六个等线，这就是天文肉眼能看到的最暗的星为六等星。自望远镜发明后，人们已能看到许多比六等星更暗的星星。还有一种“星等”称为绝对星等。绝对星等的大小，反映的是恒星本身的光度或总发光量，这与目视星等的意义不同。
从星云聚为恒星分为快收缩阶段和慢收缩阶段。前者历经几十万年，后者历经数千万年。星云快收缩后半径仅为原来的百分之一，平均密度提高1亿亿倍，最后形成一个“星胚”。这是一个又浓又黑的云团，中心为一密集核。此后进入慢收缩，也叫原恒星阶段。这时星胚温度不断升高，高到一定的程度就要闪烁身形，以示其存在，并步入幼年阶段。但这时发光尚不稳定，仍被弥漫的星云物质所包围着，并向外界抛射物质。
随着射电技术的不断进步，人们对恒星起源问题有了更深刻的认识，但就研究本身来说还有许多细节不清楚，特别是快收缩阶段，对其物理机制的认识还不全面，还需要进行更全面的观测和更深入的研究。
构成恒星的物质
星云是构成恒星的物质，构成太阳这样的一颗恒星需要一个直径约9004．乙千米的星云团。从星云聚为恒星的过程可分为快收缩阶段和慢收缩阶段。前者历经几十万年，后者历经数千万年。星云经过快收缩后半径仅为原来的百分之一，平均密度提高了1亿亿倍，最后形成一个“星胚”。此后它进入慢收缩阶段，也叫原恒星阶段。这时星胚温度不断升高，温度升高到一定程度就要闪烁发光，以显示其存在，并步人恒星的幼年阶段。但这时的恒星尚不稳定，仍被弥漫的星云物质所包围着，并向外界抛射物质。
恒星演化之谜
人类对恒星演化过程的了解，要比对恒星起源的认识更为全面和深入。
恒星也和其他生物一样经历诞生，盛年衰老和死亡四个过程。经过幼年的成长阶段恒星才真正成为一颗天体。此后，年轻的恒星继续收缩，温度继续升高。当温度升到1000万摄氏度以上时，星系核心的氢元素开始进行聚变反应，并释放能量。这样一来，恒星就变得比较稳定，并进入”青壮年期”。恒星年老时会变成一颗红巨星。此时，它的中心温度达到几亿度，发光强度也升高了，体积变得十分庞大。太阳老了也会变成红巨星，那时它将膨胀得非常大，以至于会把地球吞掉——如果那时人类还存在的话，就该“搬家”了，搬到离太阳远一些的行星上去生活。
恒星“脸谱”之谜
天上星，亮晶晶，一般人认为所有星星都是白色的。果真如此吗?其实不然，每颗恒星都有各自不同的“脸谱”。
早在汉代，我们充满智慧的祖先，通过细心观察已经把恒星分出白、赤、黄、苍、黑5种颜色。1665年，英国的牛顿利用三棱镜发现了太阳的连续光谱，从而知道日光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种不同颜色的光混合而成的。1814年，德国的夫琅和费继续做太阳光谱的研究，他在一问暗室的百叶窗上开了一条狭缝，让太阳光通过狭缝照射到一块棱镜上，棱镜后面则是一架小望远镜。夫琅和费通过小望远镜，惊奇地发现太阳的“七色彩带”样的光谱中又出现了许多条暗线。经过反复计数，这样的暗线共有567条之多。
现在我们知道，上述的几项发现已经构成一幅恒星真实的肖像。其在肉眼下(或在望远镜里)颜色的不同，表明的是各个恒星温度的不同，比如白色温度高，红色温度低，而众多的“夫琅和费线”则是由于太阳或恒星大气中的各种气体元素按一定的波长选择吸收太阳或恒星的辐射而成的。换句话说，光谱是了解恒’星物理性质、化学成分的“钥匙”。
有鉴于此，美国哈佛天文台的皮克林对全天24万多颗恒星都拍摄了光谱，他组织了十几位终身不嫁而一心一意为天文学献身的女性，对这20多万颗恒星的光谱进行分类和研究。最后，以坎农女士的结论为准，她按照恒星的表现温度由高到低的顺序，从温度最高的0型星开始，构成了如下的序列：
0一B—A—F—G—K—M
为了便于记忆，有人利用这些字母编了一句话：“Oh!Be A Eair Girl，Kiss Me”(译成中文为“啊，好一个仙女，吻我吧”)。这句话中每个词的第一个字母恰好构成上述光谱的次序。每个光谱型又更加细致地划分成10个次序，例如从B型过渡到A型又有B0，B1，B2……B9这10个次型，太阳便是一颗G2型星，其表面温度略低于6000℃，是一颗具有中等发光能力的恒星。
这便是非常有名的“哈佛分类法”，全世界的天体物理学家都信赖它，而哲学家称其为“可能是发现世界秩序的最简单方法”。但是恒星的电子辐射“脸谱”究竟如何演变，还是个谜。
各型星的颜色和在普通蓝紫波段的主要光谱特征如下：
0型：蓝白色。紫外连续谱强。有电离氦、中性氦和氢线；二次电离碳、氮、氧线较弱。如猎户座下(中保名伐三)。
B型：蓝白色。氢线强，中性氦线明显，无电离氦线，但有电离碳、氮、氧和二次电离硅线。如大熊座η(中名摇光)。
A型：白色。氢线极强，氦线消失，出现电离镁和电离钙线。如天琴座α(中名织女一)。
F型：黄白色。氢线强但比A型弱。电离钙线大大增强变宽，出现许多金属线。如仙后座p(中名王良一)。
G型：黄色。氢线变弱，金属线增强，电离钙线很强很宽。如太阳、天龙座8(中名天GFBA8三)。
K型：橙色。氢线弱，金属线比G型强得多。如金牛座α(中名毕宿五)。
M型：红色。氧化钛分子带最突出，金属线仍强，氢线很弱。如猎户座α(中名参宿四)。
R和N型：橙到红色。光谱同K和M型相似，但增加了很强的碳和氰的分子带。后来把它们合称为碳星，记为c。如双鱼座19号星。
S型：红色。光谱同M型相似，但增加了强的氧化锆分子带，常有氢发射线。如双子座R。
恒星“眨眼睛”的奥秘
有一首儿歌这样唱道： “一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星。”的确，仔细观察星空时，我们会发现一个有趣的现象：许多星星都是闪闪烁烁、一明一暗的，仿佛在调皮地眨着眼睛。可是，“启明星” (也就是金星)的亮度却毫无变化，这是为什么呢?
闪烁的星星
有人认为恒星的光之所以闪烁不定是由于它们在高速自转，还有人猜想是恒星的亮度发生了变化等等。其实，真正的原因并不是这样的。原来，地球周围有一层厚厚的大气层，而且大气层的疏密程度并不相同，离地面越近空气越稠密，而高空的空气则是稀薄的。另外，大气通常处于流动状态，热空气不断上升，冷空气持续下降，以至相同地区的大气疏密程度也在不断变化。当恒星发射的光线穿过地球大气层时，光线就会在这些不同密度的大气层中被反复折射，因而到达我们眼中的光线也就闪烁不定了。
不眨眼睛的金星
金星之所以不眨眼睛是因为它离地球很近。用望远镜观察星星时，我们会发现恒星一般都是点光源，而在太阳系中像金星这样离地球较近的行星则是一个面光源。面光源的光线经过大气层时会有许多折射点，同一时刻，各折射点虽然明暗不同，但整体并没有发生太大的变化，所以就一直保持着同一亮度。不过，这样一来，我们也可以利用这一差异初步断定天上的星星哪颗是恒星，哪颗是行星了。
为什么恒星有亮有暗
天上的星星有的亮得耀眼，有的却暗得像个萤火虫。古希腊天文学家把星星分成六等，这就是天文学上所说的“星等”。最亮的是一等星，用肉眼勉强可见的是六等星。后来天文学上规定，一等星比六等星亮100倍，也就是说．星等每增加一等，亮度减弱2．512倍，进而把星等数推广到负数和小数。我们看到的最亮的恒星是太阳，为一26．8等，哈勃空间望远镜可以看到26等甚至更暗得多的暗星。
以上说的是根据我们接收到的恒星光的多少来划分的，是“视星等”，它不能代表恒星真正的发光本领。譬如太阳的视星等是-26.8等，天狼星的视星等是-1.4等，而天狼星距离我们8万光年多，如果把它们移到同一距离上，太阳会比天狼星暗得多。显然恒星的亮度除了本身的发光本领，还和距离远近有关。
为客观地比较恒星的亮暗，天文学家把恒星都“移”到相同的距离——10秒差距(32．6光年)，这时所看到的恒星的亮度和划分的星等称为绝对亮度和绝对星等。绝对亮度反映的是恒星真正的发光能力，称光度。
恒星光度变化很大，已知光度最大的恒星是天蝎座ε1星，视星等只有3．8等，而绝对星等是一9·4等，算下来它的发光本领是太阳的49万倍。其次是大犬座δ星(中文名弧矢一)，其光度为太阳的7．1万倍。而目前所知最暗的恒星是1984年发现的一颗质量不大的恒星LHS2924，据测定，它的绝对星等为20等，其光度只是太阳的一百八十六万分之一。
为什么恒星有不同颜色
“月下看花，月影淡为花影看，柳边垂钓，柳丝常伴副对联说的是在月光下观花，看不清花的颜色。同样，由于星光太暗，我们用肉眼也很难分辨每颗星星的颜色，不少人有“千星一色”的感觉。其实，恒星世界是姹紫嫣红、五光十色的。譬如织女星是白色的，老人星是杏黄的，参宿四是火红的，毕宿五是橙色的。五颜六色的星光不仅把星空装扮得多姿多彩，而且给天文学家研究恒星的化学成分、物理性质提供了重要的信息。
星星之所以会有不同的颜色，是因为它们的温度不同。在我们日常生活中反映颜色与温度之问有密切关系的例子很多，如说一块煤吧，燃烧以后，温度逐渐升高，颜色由黑变红，慢慢地窜出黄色的火苗，当煤燃烧最旺的时候，火苗是蓝色的。这种颜色由深变浅的过程，就是温度由低到高的过程。同样的道理，红色的星温度是最低的，只有二三千度，黄色的约五六千度，白色的在7000度以上到1万多度，而蓝色星的温度最高，从2万多到4万来度。
太阳是一颗温度不高也不低的黄色星，因而为我们营造了一个适于生存的环境，如果太阳是颗红色的恒星，那么整个地球将会像南北极那样，一片冰天雪地，毫无生气；如果太阳是颗蓝色的恒星，地球上所有的东西都会被烤焦晒化。
其实，红色的星并不是说它只发出红光，黄色的星也不说它只发出黄光，这只说明在它们发出的光中，红光或黄光所占的比例较大。实际上，恒星不仅发出我们用肉眼可以见到的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种颜色的光，还发出人眼和光学望远镜看不到的无线电波、红外光、紫外光，以及X射线、γ射线。天文学家为了准确测量恒星颜色，常常采用多色测光的方法，选择不同波长的滤光片，接收恒星不同颜色的光，俑定恒星辐射中各种颜色所占的比例。
一颗恒星的颜色会随着它的演化过程而变化，但这种变化是极其缓慢的，不要说在一个人的一生中，就是在人类有文字记载的历史上，也很难发现这种变化。
类星体之谜
类星体是本世纪60年代新发现的一类天体。1960年，射电天文学家用当时世界上最大的望远镜观测到一个叫3Cg和一个叫3C273的射电源。结果发现它们都是很暗的蓝色的星，尽管看起来像恒星，但又不是通常的恒星。天文学上称它们为类星射电源，简称类星体。
1963年，科学家施米特重新研究了3C273的光谱，发现了它‘有红移现象，且红移值很大。当一颗恒星背我们而离去时，从地球上看，恒星的光波频率会降低，波长会变长。这就是红移现象。红移值越大，则离去速度越大，与我们距离越远。
目前，人们对类星体的认识主要是：①类星体距离我们很远。最早发现的类星体3C273红移值仅为0．158，而它距我们也有23亿光年。②类星体远离速度极大。有一颗类星体OQ72，其红移值为3.53，速度每秒种高达27万公里。③类星体的亮度极为惊人。如3C373亮度为12.8星等，而太阳若放到其位置上，我们根本就观测不到。此外，类星体的体积很小，直径仅有普通星系的十万分之一到百万分之一。
更令人惊奇的是，类星体的速度居然超过了光的速度。1977年以来的发现证实，还是那颗3C273，它的内部有两个辐射源，并且它们还在相互分离，分离的速度竞高达每秒288万公里，是光速的9·6倍。不仅如此，继此之后，人们还相继发现了几个“超光速”的类星体。不可思议!因为迄今为止人类普遍认为，光速是不能超越的，然而上述发现又是那样的奇特，不能不让人感到困惑不解。
类星体为什么红移
科学家把“类似恒星的天体”称为类星体。
1960年，科学家发现了第一颗类星体。此前，科学家已经发现宇宙中有许多天体发出很强的无线电波，他们把这些发出无线电波的天体叫做射电源。
射电源是一些河外星系、超新星爆发后的遗迹，或者银河系内的某体云。但是，有的射电源很特别，看上去像是一颗普通的恒星。当天文学家进一步分析这样盼射电源的光谱时，发现它的光谱线都朝红颜色的方向位移，这又与普通的恒星很不一样。于是，这些似星非星的天体，就顺理成章地被命名为“类星体”。至今，全世界已发现2000多颗类星体。
类星体的共同特征表现在“红移”现象上。早在20世纪20年代便已观测到河外星系的“红移”了。当你将河外星系的光谱线与地面实验室里的相同光谱线比较时，就会发现它们的谱线位置都朝长波方向，即红端的方向位移。而且，红移量的大小与河外星系离开我们的距离成正比。美国天文学家哈勃总结了这一规律，提出了著名的“哈勃定律”。从此以后，只要测定出一个河
外天体的红移量，便可以根据哈勃定律计算出它的距离来。
大量观测表明，类星体的红移量普遍比河外星系的红移量大了一个数量级。于是，根据哈勃定律得出的类星体的距离便非常惊人，大多数在几十亿至100亿光年左右。
宇宙本来是无限的，一个天体距离我们再远也不值得大惊小怪。但是，类星体的距离却给天文学家和物理学家带来了一个大难题，那便是类星体的能量问题。如此遥远的类星体，应该是目前人类的观测能力无法看到的，可它们却偏偏跑到了天文学家的望远镜里。天文学家只好老老实实地根据观测到的亮度和距离去计算类星体应该发出的能量。结果表明，一颗类星体竞能发出几百个银河系的能量，也就是一颗类星体的能量至少相当于几千颗太阳。简直不可思议!
那么，类星体是不是一种比星系更为庞大的天体呢?否。目前射电望远镜的辨认本领提高了很多，但仍不能直接测出类星体的角径，可见，其角径是很小的。有些类星体具有光变现象，根据光变周期可以估计类星体的大小，一般只有几个“光周”到几个“光月”。这说明，类星体比一般的星系要小得多。这么小的天体怎么能发出如此巨大的能量呢?真叫人难以理解。
目前，类星体已成为近代天体物理学中最热门的研究课题之一。类星体研究领域里的症结集中在类星体红移的本质上：一派认为，类星体的红移符合通常的物理学和天文学规律，红移是宇宙论性的；另一派则认为，类星体的红移是由某种我们还不清楚的物理规律决定的，红移是非宇宙论性的。
进入60年代以来，在天文学领域里号称有四大发现：类星体、脉冲星、星际分子、宇宙微波背景辐射。宇宙微波背景辐射和脉冲星都已分别获得了诺贝尔奖金。星际分子的发现数目也在与日俱增。有类星体至今仍然像一座座金灿灿的“迷宫”，高挂在无边无际的宇宙空间，期待着有志者。未来，你是否能打开这一座座“迷宫”呢?
白矮星是什么样的星
恒星中有许多“矮子”，它们的个头一般比地球还小，有的甚至比月亮还要小，它们的表面温度很高，发白光，所以，人们称这一类星星为“白矮星”。
白矮星虽“矮”，密度却大得惊人。一颗和地球一样大的白矮星，技师却比太阳还要大。一般的白矮星，质量都比地球大几十万倍乃至几百万倍。天狼星的伴星就是一颗白矮星，它虽然比地球大不了多少，质量却比地球大30万倍。在天狼星的伴星上面，一块像火柴盒那么大小的“小石头”，就重5000千克。假如地球有它那么大的密度，那么地球就会变成一个半径200米左右的小球体。
如果把恒星的一生分为幼年、壮年、中年、老年四个阶段，白矮旱就属于恒星的老年阶段。这一时期，恒星内部的核能近于枯竭，而恒星内部的温度达到极高点，恒星外层的物质挡不住中心的引力而发生收缩。对于质量不及太阳质量1．5倍的恒星来说，收缩的结果就是变成白矮星。恒星在收缩的过程中释放出巨大的能量，以致它表面的温度能达到1万摄氏度以上。别看它温度高，实际上中心的核反应已经停止了，是在逐步冷却中发光，最终将成为不发光的残骸。
对于质量比太阳大1．5～2倍的恒星来说，白矮星还不是其归宿，它还会不断收缩，成为密度更大的中子星。
天狼星的伴星是人们在1862年发现的第一颗白矮星。目前，像这样个儿小、体重大的白矮星，科学家们已经发现了一千多颗。
不可思议的中子星
一般认为，恒星演化到后期阶段，往往要向外猛烈抛发大量物质，形成行星状星云。而中央残核则变成一颗致密天体——白矮星或中子星。
白矮星，体积和地球差不多。但它的密度却是太阳平均密度的10万倍以上。1862年，美国光学家克拉克发现了天狼星的一颗伴星就是一颗白矮星。它的平均密度是每立方厘米175千克。(目前已观测到1000多颗白矮星)。
中子星，体积比白矮星更小，质量和太阳相当，但其半径只有十几千米，其密度高达每立方厘米10亿吨以上。中子星上一个核桃大小的东西，在地球上要用几万艘万吨巨轮才拖得动。简直令人不可思议。中子星不仅密度高得惊人，它的温度、压力、磁场也高得惊人，它中心的温度高达60亿度。它的中心压力比太阳中心压力高3亿倍，它的磁场比太阳磁场高几万亿倍。中子星也是恒星晚年阶段留下的残核。
如此高温、高压、高密度的中子星是怎样形成的呢?科学家分析，由于超新星的爆发，才形成“中子星”。由于爆发产生的巨大压力，把原子里的核外电子挤到了原子核里面，与核里的质子结合形成中子。因此，整个星的物质都是中子，形成中子星。
奇特陨石之谜
陨石是星系形成的年代标本物。要想能正确判断太阳系诞生时间的关键证明就是陨石(陨石有46亿年的历史)，而对月球岩石和土壤的研究表明。月球陨石更古老。对科学家们来说，难以理解的是在月海发现的岩石确实是月球上的新东西。
理查德‘路易斯分析说：“陨石就是太阳系的‘方尖碑’：它们的年龄是46亿年，是由一些极其原始的成分构成的，据悉是太阳系尚处在宇宙尘埃状态的凝聚成的。”如果在月球上发现更古老的陨石，这说明月球曾经不在太阳系呆过。
毫无疑问，月球给我们提出一个问题，月球原来并不是我们太阳系家族的成员。美国NASA几乎所有的科学家都固执地否定月球比地球和陨石(更不用说太阳系了)的历史更久远。即使我们把更多的资料和证据摆到他们面前，有的科学家还是死死地抱着自己“正统”的观点不放。他们出自什么目的?不得其解。不过如果这些证据显示了另外的含意，即证实“月球一宇宙飞船”假说，那也是自然的事，并不在乎有人是否能够接受。
在实施“阿波罗计划”的初期，美国NASA的科学家们显然说过，月球的年龄是46亿年。与太阳系的年龄大致相当，但是也许比地球要古老。哈洛德·尤里博士也说过，无论我们如何强调地球年龄也是46亿年，这只不过是推测，还没有任何可资援引的证据。尤里博士是一位得出“根据确凿的证据，月球比我们的地球乃至太阳系都更为古老”这一结论的月球研究专家。直至今日，美国NASA都没有接受这种证据，因为它还顽固地坚持46亿年的“定论”。这里的奥妙，令人深思。
哈雷彗星蛋之谜
1682年，哈雷彗星对地球进行周期性的“访问’’时，在德国的马尔堡有只母鸡生下一个异乎寻常的蛋——蛋壳上布满星辰花
纹。1758年，英国霍伊克附近乡村的一只母鸡生下一个蛋壳上清晰地描有慧星图案的蛋。1834年，哈雷彗星再次在苍穹出现时，希腊科扎尼一个名叫齐西斯·卡拉齐斯的人家里有只母鸡生下一个蛋，壳上又有彗星图。1910年5月17日，当哈雷彗星重新装饰天空时，法国人诧异地从报上获悉，一位名叫阿伊德。布莉亚尔的妇女养的母鸡也生下一个蛋壳上绘有彗星图案的怪蛋，图案有如雕刻，不论怎样擦拭都不会改变。为了得到1986年的彗星蛋，早在1950年，前苏联科学家便在国内联系了数以万计的农户；法国、美国、意大利、瑞典、波兰、匈牙利、西班牙等20多个国家也建立了类似的调查网络。结果在1986年，意大利博尔戈的一户居民家里的母鸡生下一个彗星蛋，母鸡的主人伊塔洛·托洛埃因此暴富。
为什么每当天空出现哈雷彗星时，地球上就会出现蛋壳L描有哈雷彗星图案的鸡蛋呢?
寻找世界“第八大洲”
如果问你世界的第八大洲在哪里?你可能会觉得这个问题莫名其妙，世界上除了亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、非洲、大洋洲、南极洲之外，应该没有大面积的陆地了。的确，地球上只有七大洲。可是，自从“阿波罗11号”登月成功以后，人类揭开了新时代的序幕，月球也就成了能够被人类开辟居所的“第八大洲”。
月球生态系统
月球岩石大多由含氧化合物构成。由于月球上面没有大气层，阳光强度极高，可以从月石中提取氧气供人类生活使用。月球表面土壤还含有同位素氦3，如果加以开发，完全可以建立功率强大的核电站，以保障足够的能源供给。月球还可以实现粮食自给。月球土壤中农作物生长所需的元素与地球土壤大致相同，如果在月球南极中成功地得到足够的水，农作物就应该能茁壮成长，由此逐步形成月球生态系统。
人类访问月球
人类已经雄心勃勃地设想，在月球上开发一片永久性居住的宇宙观测基地，建立城市，然后用巨型火箭把人送上月球旅行或居住。美国在1969年7月到1972年12月先后发射了6艘宇宙飞船，进行科学探测和实验活动。1989年，美国总统布什曾经向国会提出在月球建立永久居住地的议案。1994年美国又开始了新一轮的月球探测活动，发射了“克莱门汀”无人驾驶宇宙飞船，对月球矿物构成和详细地形进行了分析研究。2003年10月15日，中国首次成功发射了由真人驾驶的载人航天飞船，迈出了踏上月球的决定性一步。它标志着不久的将来，我国的宇航员也将能登上月球。
超新星爆发之谜
超新星与脉冲星是恒星在衰老和临近死亡时的两种形态。在繁星满天的夜晚，假如你看到以前没有星星的地方突然冒出一颗明亮无比的星；在它面前，著名的天狼星变得暗淡无光，耀眼的金星也无法与之匹敌，那我可以告诉你：你所见到的就是一颗“超新星”。恒星年老时可能会突然发生爆炸，亮度猛然增加上万倍，然后又慢慢变暗。这种星星叫作“新星”。我们把那些爆炸时亮度特别高的星星称为“超新星”。
就像一个人总要经历诞生、成长、衰老直至寿终的过程一样，天上的星星也有其从生到死的生命历程。进入晚年的恒星，就像一个内外受力不平衡的物体。本来向外的压力和向内的引力足平衡的，但这时向外的压力大大减少，压力与引力因此而失去平衡，这就像房屋突然断了支柱和横梁一样，会向中心猛然“坍缩”下去。“坍缩”的结果是中心区域的物质被挤压得十分厉害。于是，从恒星内部释放出巨大的能量。一种被称为“中微子”的粒子流，会像超级飓风一样把恒星摧毁。而这个过程所需要的时问非常短，不到一秒钟时间，瞬时温度可达万亿度。一般人很难想像这个过程是怎样的迅猛，放出的能量有多大。在放出能量的时候，我们就看到了它突然变亮的样子。这也就是超新星爆炸的原因和过程。
在宇宙中，许多恒星由“生”到“死”都是很平静的。但也有一些恒星不是这样循规蹈矩，在它们生命的最后阶段，往往会发生大爆炸，同时爆发出巨大的太空火焰。人们把这种情况称为超新星爆发。超新星和普通新星是有区别的，普通新星爆发的威力与超新星相比，那简直是小巫见大巫了。新星的爆发在宇宙中并不罕见，在银河系，每年大约就有上百次。而超新星爆发则不那么容易见到。比如人们熟悉的“蟹状星云”，就是1054年发生的超新星爆发后留下的遗迹。
在我国的宋朝，就曾记录了这次超新星爆发的情景。那是在1054年7月的一个清晨，天空中突然出现了一个非常非常亮的星体，就是在白天也能看得到，23天之后它才渐渐暗淡下去。18体纪，有个英国天文学家用望远镜观察当时出现“客星”的那片天空时，发现了一团云雾状的东西，其形状有点像螃蟹，人们便把它叫做“蟹状星云”。经研究发现，这团星云还在不断膨胀，根据其膨胀的速度及其形状的大小，人们推算出它开始膨胀的时间正是在我国宋朝时人们看到的那颗超新星出现的时间。
到了1949年，科学家们通过对蟹状星云的研究，发现它是个强大的射电辐射源。当超新星爆发时，会通过现在人们还未搞清的某种方式形成大量的超高能粒子——宇宙射线。随着星云的膨胀和扩散，其内部的宇宙射线就会跑到星际空间来。蟹状星云还有一个特点，它95eA，的光辐射都是由超高能的电子造成的，也就是具有“同步加速”的特性，并且这种辐射都是偏振的。
上面说的都是超新星爆发时形成的星云，那么爆发着的恒星木身又是什么状况呢?通过观测，科学家们把超新星确定为两类，一类是相当老的恒星，它的质量比太阳稍大一点，这种超新星在椭圆星系和旋涡星系中爆发，其辐射强度非常大；第二类超新星只能在旋涡星系中爆发，根本不会在椭圆星系中产生，这类超新星属于年轻的大质量恒星。
关于超薪星爆发的原因，目前一种较有说服力的观点是：爆发很可能是恒星内层向中心“坍缩“时极其迅速地释放出来的引力势能引起的。真的是这样吗?
脉冲星之谜
1968年2月，英国《自然》杂志发表了一篇轰动世界的文章：《观测到脉冲电源》。文章中提到的这种奇特的发射无线电脉冲的天体，后来被命名为脉冲星。这颗脉冲星，是著名的英国射电天文学家休伊什和女研究生乔斯琳·贝尔小姐在1967年夏天偶然发现的。
他们发现，这个天体很有规律地发射一断一续的脉冲信号，每经过1．337秒就重复一次。开始，他们以为这是地球上某个无线电台发射的信号。但这一假设很快被否定了。后来又怀疑是从某个具有“超级文明”的星球上发来的电报。最后才认定这种脉冲信号来自一个未知的天体。
科学家们对这种脉冲现象这脉冲星自转的结果。
这种脉冲星，就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年，前苏联著名物理学家朗道就推测，宇宙中可能存在一种密度很高的、差不多全由中子组成的中子星。1934年，美国科学家巴德和兹维基又假定说，中子星可能形成于超新星爆发的过程中。休伊什和乔斯琳·贝尔的发现，完全符合以上的猜测。第一，只有非常小的天体才能迅速旋转，脉冲星就具备这个条件，其最短周期可达0．033秒。第二，就目前发现的脉冲星来看，其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中，比如被称为NP0532的脉冲星，就位于蟹状星云的中心。经研究发现，脉冲星所在的地方，正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。
脉冲星有许多奇异的地方，它的体积非常小，我们的地球就可装得下上千万颗。可别看它小，其密度却大得惊人，1立方厘米的质量可达几万亿千克之多。同时它又是一个超高温的世界，表面温度高达1000万℃，中心温度高达60亿℃。它还是一个超高压的世界，其中心压力大约有1万亿亿亿个大气压。它的能量辐射也大得惊人，大约是太阳辐射能量的100万倍。同时，它也是人们已知的宇宙中磁场最强的天体。
至今，关于脉冲星还有一些问题人们没有搞明白，如，脉冲星内部为什么处于超导状态和超流动状态?为什么在周期旋转中会出现“矢步”现象?“星震”与脉冲星内部结构的某种改变有关系吗?
彗星产生之谜
星空中有一种别致的天体叫彗星，她好像披着丝巾的仙女，缥缈在广袤的天空中，透出一股朦胧的美。她最美的部分自然是慧发了。当她经过太阳的身旁时，暗淡的慧核上就会挥发出大量的气体和尘埃，在太阳风的吹拂下，形成飘逸的“长发”。那么，彗星为什么被称为“彗星”?它又来自何方呢?
中国民间常把彗星称作扫帚星，“彗”字即扫帚之意。外文中的彗星comet词来自希腊文，意思是有“尾巴”或‘‘毛发”的星。占代人偶然看到形貌奇怪的彗星出现，感到恐惧，便将其看作灾祸的征兆。其实彗星的出现只是一种自然现象，现代天文观测研究已逐步揭开了彗星之谜。实际上，彗星只不过是一颗黑平平的“冰球”，它是由岩石和冰晶组成白勺。彗星只有运行到离太阳较近时才容易被观测到．而它们远离太阳时可能就观测不到了。
彗星是怎么产生的?这一直是天文学家极为感兴趣的一个问题，因此也提出了种种假说。
一种观点认为，彗星是在太阳系内部形成的。人们推测，它可能是由于太阳系内的两颗大行星互相碰撞而形成的。
还有一种与这种地点截然不同的观点，认为彗星不是在太阳系内形成的，而是来自太阳系以外的星际空间，是由于太阳的引力把它们“俘虏”过来的。
荷兰天文学家奥尔特提出了“奥尔特云”假说。这一观点受到了科学界的普遍重视。这一观点认为，在离太阳很远的太阳系边缘之外，有一个彗星冷储库——彗星云(因此云是奥尔特提出来的，又称奥尔特云)。在那里，聚集着大量的彗星核，质量比地球小，成为“新”彗星产生的源泉。彗星云处在太阳与其他恒星之间，因受到太阳的吸引，一部分彗星改变了自己的运行轨道，跑进了太阳系之内，另有一部分被抛到太阳系之外。
最近又有人提出，彗星是从原始太阳星云的旋转碎片中产生的，是形成太阳和大行星的稠密星际云的一部分。它们最初是气体分子、水、二氧化碳和其他物质，后来凝聚成硅尘微粒，并逐渐又凝聚成较大的粒子。久而久之，便形成了彗星。
看来，这一有趣的问题，人们还将继续探讨下去。
流星雨之谜
奥尔特云与柯伊伯带
1950年，荷兰天文学家奥尔特对彗星轨道进行统计研究，发现轨道半径为3万至10万天文单位的彗星数目很多，他推算距离太阳中心3万至10万天文单位的空间有个球状的彗星储库。后来，这个彗星储库称为“奥尔特云”，那里的彗星绕太阳公转的周期长达几百万年。据统计，太阳系约有1000万亿颗彗星，它们绝大部分在太阳系外部。1951年，美国天文学家柯伊伯研究彗星性质与彗星形成，认为在太阳系原始星云很冷的外部区里的挥发物凝聚为冰体——彗星，他提出冥王星之外有个柯伊伯带，那里有很多彗星，它们的轨道近于圆形。
美丽的流星雨在人们眼中充满了神奇的色彩，其实这多彩多姿的流星雨只是广大宇宙中的一个普通的天文现象而已。每年在全球各地会发生40多次可观测到的流星雨。但亮度较高、规模较大的流星雨只有几个，如夏季的英仙座流星雨、冬季的狮子座流星雨就是其中较为著名的。那么，这美丽的流星雨是怎样产生的呢?
流星雨看起来像是成群的流星从夜空中的一点进发并坠落下来的，这一点或这一小块天区叫作流星雨的辐射点。通常以流星雨辐射点所在天区的星座给流星雨命名，以区别来自不同方向的流星雨。例如每年11月17日前后出现的流星雨辐射点在狮子座中，就被命名为狮子座流星雨。猎户座流星雨、宝瓶座流星雨、英仙座流星雨也是这样命名的。形成流星雨的小块物质在进入地球大气层时都是沿着平行的方向进入的。流星雨之所以看起来是从～个辐射点上进发出来的，其实是一种视觉错觉。举个简单的例子可以解释：当汽车在平坦的田野上行驶的时候，远方的景物看起来都像是从一点上分散开来的。
除了九大行星和它们的卫星之外，还有彗星、小行星以及一些更小的天体存在于太阳系中。当它们闯入地球大气层时，速度可达到每秒钟几十千米，在与地球大气的剧烈摩擦中，引起物质电离而发出了耀眼的光芒。这就是我们经常看到的划过天际的流星。一般而言，流星是单个出现的，这种流星我们称之为偶发流星。当流星成群时就会出现流星雨的奇观。从彗星和小行星身上脱落下来的小块物质成群结队地在彗星和小行星所在的椭圆轨道上运行。当它的椭圆轨道和地球绕日公转的轨道相交，而且地球也运行到交点位置上的时候，成群的小块物质便进入地球大气层，流星雨就这样形成了。
彗星引来灾难之谜
彗星在人们心目中的名声一直不好，人们总是把它同瘟疫、洪水、战争、死亡等不祥之兆联系起来，所以人们又叫它“扫帚星”。历史上有许多关于“灾彗”的记载。
公元前44年，古罗马的凯撒大帝于3月15日被暗杀。9月23日那天为他举行追悼仪式时，天空中出现了一颗彗星，持续7天之后才离去。
公元66年，耶路撒冷的人民忍受不了罗马帝国的残暴统治，纷纷起来反抗，但终因敌我力量悬殊，失败了。在这之前不久，曾出现过一颗彗星。人们说，这是耶路撒冷灭亡的先兆。
类似这样的记载，实在是太多了，它们为彗星蒙上了一层神秘的色彩。但是无风不起浪，在彗星出现的前前后后，地球上确实也出现过一些异常现象，如酷暑、严寒、干旱等。据记载，1835年哈雷彗星回归时，在日本就出现了“天保大饥荒”，这是德川幕府时代最大的饥荒，有20～30万人被饿死，还因此发生TAN性的大暴乱。1910年哈雷彗星再次回归，曰本东京发生了明治时代最大的水灾，淹死53人，170多人受伤，洪水还淹没了19万多户人家的房屋。这一现象引起了科学家们的关注，纷纷对这一现象进行分析和研究，其中比较引人注意的，是霍伊尔和尤里的观点。
霍伊尔是英国天文学家。他认为，地球上曾经出现过的冰川期，很可能就是彗星与地球相撞造成的。冈为彗星的中心部分是冰核，它是由水、氰化氢、乙腈、二氧化碳等冻结而成的，并有尘埃混入。当彗星冲入地球之后，立刻把大量微粒子撒向大气层。
这些尘埃铺天盖地倾泻下来，造成地球日照量急剧下降，陆地气温降低，水蒸气变成冰雹降落下来。这样用不了多久，陆地就会被冰川所覆盖。
尤里的看法正好与霍伊尔相反。他认为彗核如果真的与地球相撞，由于压缩加热的作用，将产生爆炸，其能量就会变成地震能和热能，这样一来，地球大气的温度就要升高200℃。如果彗核落入大海，海水的温度就会升高1．5℃。
我国的陈惟澈在《宇宙奥妙之一窥》一书中也认为，彗星如果真的与地球相撞，地球是绝不会平安无事的。根据地质学家们的研究，地壳曾发生过55次大的变动，发生在新生世的最后一次地壳运动，是最猛烈的一次。据陈惟澈分析，这一次很可能就是彗星撞击的结果。因为若不是与其他星球相撞，地球不会发生这样大的变动，而彗星又是这次相撞的最理想的候选人。他认为在这次相撞中，地球被撞得尘土飞扬，其中一部分碎片尾随彗星而去，另一部分又回到了地球上，还有一部分则成了地球的卫星——月亮。而且这一撞还挤出了许多山脉。地球的自转速度也减慢了。地中海、大西洋、太平洋都是在这次相撞中形成的。同时，地球上的气候也被改变了。
以上关于彗星撞击地球造成种种灾难的假说，还有待进一步探讨和研究。
彗星解体之谜
地球、月球和太阳系其他行星、卫星，以及大部分小行星，都有坚固的结构和强大的重力场。它们除非受到剧烈的撞击，否则是不会解体的。然而彗星就不同了，它们是太卫星系形成时遗留下来的“原始砖块”，基本结构就像“脏雪球”，含有大量水、甲烷、氨等容易挥发的轻物质，当然不会是很结实的。
彗星的解体可能有破裂和爆发两种情况。当彗星运行到太阳附近时，高温使它的挥发性物质迅速气化，形成我们所看见的彗发和彗尾。此时的彗核仍时常发生喷发，有大量物质脱落，严重时，整颗彗星会分裂。例如，1965年一颗明亮的池谷一关彗星从太阳近旁掠过后就裂成3块。也有的彗星并不是被太阳“烤化”的。1992年的苏梅克一列维彗星曾在离木星仅600万千米处掠过，当时木星强大的吸引力猛扯了一下这个“脏雪球”，使它四分五裂。估计这个“彗星群”最终会变成一个或几个流星群。
著名的哈雷彗星曾于1986年回归，随即消失在茫茫天宇中。但是到了199i年2月，隐身于距地球20多亿千米的宇宙深空中的哈雷彗星，其亮度竟突然增加了几百倍，并重新长出了直径达20万千米的长长彗发。这很可能是一次大爆炸。其中的奥秘何在呢?
一种可能是有一颗直径为2．6～60米的小行星，横向袭击了哈雷彗星。果真是这样的话，当哈雷彗星下一次回归时，人们将会从它身上发现一处2千米长的新伤。另一种可能是由于1991年1月31目的太阳特大耀斑爆发产生的巨大能量激波，震破了哈雷彗星的薄弱外壳，使大量尘埃外溢。
作为哈雷彗星爆炸的发现者之一，夏威夷大学的科学家米茨则认为，组成彗星的物质中，除冰外，还有一氧化碳。而固态一氧化碳易升华为々体，当它的压力一旦积累到足够大时，就将在表层的薄弱处冲开缺口，喷出大量冰、尘埃，从而引起大爆炸。
“天外来客”——陨石
陨石是流星体自宇宙太空落到地面上的残骸，主要分为三大类：石陨石、铁陨石、石铁陨石。闯入地球大气层的诸多流星体在进入大气层时，由于有些流星体的质量较大，在经过与地球大气的剧烈摩擦后未能充分燃尽，最后坠落到地球表面成为陨石。
聚焦陨石坠落
2004年12月11日晚上11点40分左右，有陨石降落在兰州郊区，当地突然传出了两声巨大的爆炸声，同时伴随着耀眼的光亮，这种情况近些年来是相当罕见的。两天后，两位地震专家通过对震波进行分析与测算，发现这次陨石坠地引起的震波相当于30吨烈性炸药爆炸的威力。经过详细的研究，专家推测陨石降落在兰州市东北方向，距离市区60千米左右的青城镇鹿谷子山附近。这一事件吸引了不少专业团体前往寻找陨石。
“恶魔之坑”
1891年，在美国亚利桑那州I巴林杰发现了一个直径为1280米，深180米的巨大坑穴，坑周围有一圈高出地面40多米的土层。它是怎样形成的呢?人们迷惑不解，干脆叫它恶魔之坑。后经学者们考证，这是个陨石坑，是距今2．7万年前，一个重达2.2万多吨的陨石以5．8万千米的时速坠落地球时冲撞而成的。然而奇怪的是，这个庞然大物给人们留下了一个大坑和坑边几块陨石铁片后便没了踪影。有人估计陨石就落在坑下几百米的地方，可是至今没有人挖出它来加以证实。
黑洞之旅
“黑洞”很容易让人望文生义地认为它是一个“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。我们看不到它，只能通过观察它周围的天体状态和它发射出来的X射线来找到它。
会蛮曲光线的黑洞
与别的天体相比，黑洞显得太特殊了。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的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——弯曲的空间。这样就造成个有趣的现象，有些恒星朝其他方向发射的光也可能被附近黑洞的强引力折射而到达地球。这样我们不仅能看见这些恒星的“脸”，还能同时看到它的侧面和“后背”!
会“唱歌”的黑洞
天文学家发现黑洞也会“唱歌”。不过，黑洞发出的天籁之音，凡人的耳朵根本无法欣赏，它过于低沉，是迄今在宇宙中探测到的最低沉的声音。如果用音乐术语来表述，它发出的是降B音，但是音高却低了57个八度，相当于钢琴发出的降B音的约三百万亿分之一。位于英仙座星系团中央的超大质量黑洞所发出的声波，经过天文学家分析后发现，这种波每隔1000万年才振动一周。
星星间的争夺战
星系是宇宙中庞大的星星“岛屿”，它们大多遥遥相对，老死不相往来。不过，有时它们也会有一些“亲密接触”的情况发生。这就是天体问的“吞食”现象。
星系上演“大鱼吃小鱼”
科学家通过观测证实，银河系外层的许多恒星和星团，都是它凭借强大的引力从人马座矮星系攫取来的，银河系正是通过吃掉更小的邻居而不断成长。人马座矮星系的质量仅为银河系的万分之一，它已被银河系吞食了近20亿年。而在银河系持续而缓慢的咀嚼下，几十亿年之后，它可能会被完全吞食，变成银河系晕轮周围的一抹痕迹。
恒星之问的“吞食”
天文学家向我们描述了大恒星吞并小恒星的现象：位于某星云中部相距很近的一对恒星，其中的一颗正在被另一颗无情地“吞掉”。这种现象一般是一对双星，“携手“进入了晚年，接下来两个恒星就越转越近．同时相互运转也越来越快。势力较强的那一颗恒星，“争分夺秒”地从另一颗恒星身上把衣服抢下来，穿在自己身上。于是，随着衣服的增厚，这颗恒星的体积和质量也越来越大。
恒星“吞食”行星
50亿年以后，地球的命运将何去何从?也许我们考虑不到那么遥远，因为太阳可能会急剧膨胀．毫不留情地“吃掉”地球。在编号为HD47536巨大恒星附近发现的行星就是这样一个典型例子。该恒星位于距离地球4亿光年的大犬星座内，它正在变成一颗红巨星，它周围的行星与它的表面之问的距离变得越来越小，而行星也因此变得越来越热，再经过2亿～3亿年它就会完全吞食掉这颗行星。
反物质世界
宇宙中究竟有没有“反物质”呢?“反物质’’到底是什么呢？“反物质”是和物质相对立的一个概念。众所周知，原子是构成化学元素的最小粒子，由原子核和电子组成。原子核由质子和中子组成，电子围绕原子核旋转。质子带正电荷，电子带负电荷。从质量上看，质子是电子的1840倍，形成了强烈的不对称性。因此，一些科学家提出疑问，二者相差这么悬殊，会不会存在另外一种粒子，它们的电量相等而极性相反?
反粒子的发现
1928年，英国物理学家狄拉克从理论上提出了带正电荷“电子”的可能性。1932年，美国物理学家安德逊经过实验，把狄拉克的预言变成了现实。他把一束Y射线变成了一对粒子，其中一个是电子，而另一个同电子γ质量相同的粒子，带的就是正电荷。1979年美国科学家把一个有60层楼高的巨大氦气球，放到离地面35干米的高空，捕获了28个反质子。从此，人们知道了每种粒子都有相应的反粒子。
湮灭效应
对称宇宙学学派认为，我们所看到的全部河外星系(包括银河系在内)，原本不过是个庞大而又稀薄的气体云，由等离子体构成。等离子体既包含粒子，又包含反粒子。当气体云在万有引力作用下开始收缩时，粒子和反粒子接触的机会就多了起来，便产生了湮灭效应，同时释放出巨大能量。
无处不在的暗物质
如果套用开普勒定律，银河系银盘外部恒星运动的速度直当比靠近中心的慢。但是观测结果并非如此，整个银盘内恒星的运动速度大致相同。因此，天文学家认为，银河系中存在着一种数量大而看不见的物质——暗物质。而且，它是广泛存在于宇宙间的。
探索暗物质能量
与暗物质密切相关的一种物理学概念称作“暗物质能量”。“暗物质能量可能是物理学中最大的谜团。”英国剑桥天文研究所的一位研究员说。根据科学家们的说法，暗物质能量是填充在银河星系和宇宙空间中的一种力，并且这种力又驱使它们分离。当神秘的暗物质能量驱动力开始作用并超过引力，就使得宇宙膨胀的速度减慢，而宇宙从60亿年前就开始从减速膨胀向加速膨胀过渡了。
宇宙暗物质
宇宙中存在的大量暗物质都是些什么呢?英国天文学家里斯认为可能有3种类型。第一类是极暗弱的褐矮星，或者是相当于木星质量30～80倍的大行星。第二类是很早以前由超大质量的恒星演化到死亡阶段时形成的大质量黑洞，其质量相当于太阳质量的200万倍。第三类是奇异粒子，如与电子有联系的、质量可能在20～49电子伏之间的中微子，又如质量为10．5电子伏的轴子，以及科学家所赞成的大统一理论所允许和要求的各种粒子。欧洲核子研究中心的粒子物理学家伊里斯推荐了4种暗物质最佳候选者：光微子、希格斯微子、中微子和引力微子。正是由于这些特殊粒子的存在，才构成了星系外围的大质量的暗晕。