推想宇宙从何而来
人们常常会问：宇宙是永远不变的吗？宇宙有多大？宇宙是什么时候诞生的？宇宙中的物质是怎么来的……
当人类第一次把眼睛投向天空时，就想知道这浩瀚无垠的天空以及那闪闪发光的星星是怎样产生的。所以，各个民族、各个时代都有种种关于宇宙形成的传说。不过那都是建立在想象和幻想基础上的。今天，虽然科学技术已经有了重大进步，但关于宇宙的成因，仍处在假说阶段。归纳起来，大致有以下这么几种假说。
到目前为止，许多科学家倾向于“宇宙大爆炸”的假说。这一观点是由美国着名天体物理学家加莫夫和弗里德曼提出来的。这一假说认为，大约在200亿年以前，构成我们今天所看到的天体的物质都集中在一起，密度极高，温度高达100多亿摄氏度，被称为原始火球。这个时期的天空中，没有恒星和星系，只是充满了辐射。后来不知什么原因，原始火球发生了大爆炸，组成火球的物质飞散到四面八方，高温的物质冷却下来，密度也开始降低。在爆炸两秒钟之后，在100亿摄氏度的高温下产生了质子和中子，在随后的11分钟之内，自由中子开始衰变，形成了重元素的原子核。大约又过了1万年，产生了氢原子和氦原子。在这1万年的时间里，散落在空间的物质便开始了局部的联合，星云、星系的恒星就是由这些物质凝聚而成的。在星云的发展中，大部分气体变成了星体，其中一部分物质因受到星体引力的作用，变成了星际介质。
1929年，哈勃对24个星系进行了全面的观测和深入的研究。他发现这些星系的谱线都存在明显的红移。根据物理学中的多普勒效应，这些星系在朝远离我们的方向奔去，即所谓的退行。而且，哈勃发现这些星系退行的速度与它们的距离成正比。也就是说，离我们越远的星系，其退行速度越大。这种观测事实表明宇宙在膨胀着。那么，宇宙从什么时候开始膨胀？已膨胀多久了？根据哈勃常数H=150千米/秒，这个意义是：距离我们1000万光年的天体，其退行的速度为每秒150千米，从而计算出宇宙的年龄为200亿年。也就是说，这个膨胀着的宇宙已存在200亿年了。
20世纪60年代，天文学中四大发现之一的微波背景辐射认为，星空背景普遍存在着3K微波背景辐射，这种辐射在天空中是各向同性的。这似乎是当年大爆炸后遗留下的余热，从某种意义上，这也支持了大爆炸宇宙学的观点。但是，大爆炸宇宙学也有些根本性问题没有解决。如大爆炸前的宇宙是什么样？
大爆炸是怎么引起的？宇宙的膨胀未来是什么格局？
第二种是“宇宙永恒”假说。这种假说认为，宇宙并不是像人们所说的那样动荡不定。自从开天辟地以来，宇宙中的星体、星体密度以及它们的空间运动都处在一种稳定状态，这就是宇宙永恒假说。这种假说是英国天文学家霍伊尔、邦迪和戈尔特等人提出来的。霍伊尔把宇宙中的物质分成以下几大类：恒星、小行星、陨石、宇宙尘埃、星云、射电源、脉冲星、类星体、星际介质等，认为这些物质在大尺度范围内处于一种力和物质的平衡状态。就是说，一些星体在某处湮灭了，在另一处一定会有新的星体产生。宇宙只是在局部发生变化，在整体范围内则是稳定的。
第三种是“宇宙层次”假说。这种假说是法国天文学家沃库勒等人提出来的。他们认为宇宙的结构是分层次的，如恒星是一个层次，恒星集合组成星系是一个层次，许多星系结合在一起组成星系团是一个层次，一些星系团组成超星系又是一个层次……综合起来看，以上种种假说虽然说明了其中的部分道理，但还都缺乏概括性，还有继续探讨的必要。
宇宙到底有没有边际
宇宙究竟有多大呢？我们可以形象地来加以说明：我们先将太阳想象成一个南瓜，那么大约2500亿个南瓜就堆成了银河系，而1000亿以上这样的“南瓜堆”又分布在一个假想的“空心球”里，这个“空心球”就是宇宙的大小。
而我们的地球在这个“空心球”里，不过像一颗小小的绿豆而已。
宇宙是无限大的。这个代表宇宙的“空心球”是由数以亿计的粒子组成的，其中每一个星系、每颗恒星和行星以及我们每一个人都是由这一堆基本粒子组成的。
所谓有限的宇宙是人类用哈勃望远镜能看到的，它所观察到的最远星系距离我们有150亿光年(光年，天文学的一种距离单位，即光在真空中1年内走过的路程为1光年。光速约为每秒30万千米，1光年约等于94605亿千米)，这个距离以外的地方就全是未知数了。这就跟宇宙中的所有基本粒子能够数清一样，至少从理论上说，在一定的时间内，我们能看见宇宙中的“最后一颗恒星”。但这并不意味着“最后一颗恒星”就是宇宙的尽头。
宇宙的边界
宇宙空间是有限无界的。如我们的地球就是这样一个有限的空间，你在它的表面上无论朝哪个方向走，无论走多远，你都不可能找到它的“边界”。而地球的体积是有限的，它的半径才6000多千米，所以最终你将回到出发点。爱因斯坦认为：在宇宙中无数巨大星系的巨大重力作用下，整个宇宙空间会发生弯曲，最终卷成一个球体，光线沿这个球面空间的运动轨迹也是弯曲的，并且永远到达不了宇宙的边界。
人类对宇宙的认识
古时候就有了“宇宙”这个词，但其含义与今天的大不一样。人类对“宇宙”的认识从自身居住的附近地区到地球，到行星，到太阳，再到太阳系……宇宙的空间正随人们的认识而逐渐“变大”。
在18世纪时人们眼里宇宙的大小还只局限于太阳系。
随着科学技术的发展，人们逐渐认识到：地球不是太阳系的中心，太阳才是太阳系的中心，而太阳也只是天空中数以万计的恒星中的一颗。
于是，人们心目中的“宇宙”开始逐渐扩展到了银河系。
18世纪之后，人们才弄清了太阳也只不过是银河系中众多的恒星中的一颗而已。
银河系的直径约为10万光年，厚度约为1万光年，太阳绕银河系中心旋转一周约需2亿年。随着人们的认识范围逐渐扩大，人们心目中的“宇宙”已不再是银河系，人类已经认识到，在银河系以外，还有许多“河外星系”的存在。这些“河外星系”离我们很远，即使通过大型的望远镜也仅仅能看到一些模糊的光点。
十几个或几十个星系在一起组成了“星系群”。我们的银河系就同它周围的19个星系组成了一个“星系群”，这个星系群的直径大约为260万光年。
比“星系群”更高一级的星系组织是“星系团”，它由成百上千个星系组成。“室女星座”里有一个星系团，包含了1000个以上的星系，其中心离我们大约有7000万光年。“后发星座”里包含了2700个星系，距离我们大约有2.4亿光年。而数量不详的“星系团”又构成了总星系。
宇宙的体积
通过了解人们认识宇宙的过程，我们已经可以初步地回答“宇宙有多大”
这个问题了。
人们从自身居住的区域认识了地球，又从地球认识了太阳系，眼界扩大了成百上千倍；又从太阳系认识了银河系，眼界扩大了1亿倍；从银河系认识了总星系，眼界扩大了10000亿倍……随着人们认识的不断深化，宇宙的体积也在不断扩大。几十年前，总星系的半径还只有10亿光年，现在却已达到100亿光年……爱因斯坦曾经“计算”出宇宙的半径为10亿光年，后来他又修订了“计算结果”，认为宇宙的半径是35亿光年。
事实证明，他所计算的宇宙大小的范围一次又一次地被突破了。
无限的宇宙
从天文学的角度来看，宇宙是有限的。
宇宙的大小实际上可以认为是总星系的大小，是一个以一定长度为半径的有限的时间和空间范围。
总星系是目前天文学所能探测到的最远的世界。目前，人们对宇宙的认识只能局限于总星系。
从哲学角度上来讲，宇宙不仅在空间上是无限的，在时间上也是无限的。
时间上和空间上的无限，才使得宇宙能够成为一个统一的整体而存在。
目前，人类认为总星系的半径为700亿~800亿光年，也就是我们心目中宇宙的大小。但700亿~800亿光年以外，还可能有数不清的星系和星系团。
总星系究竟有多大？它的边缘在哪里？它的中心又在何方？这些问题，人类何时能找到答案呢？
太阳中微子神秘失踪
中微子是一种非常奇特的粒子，它不带电，质量很小，大约只有电子质量的几百分之一。早在20世纪30年代初期，科学家就根据理论推测出，在原子核聚变反应的过程中，不仅会释放出大量的能量，而且还一定会释放出大量的中微子。到了20世纪50年代中期，科学家通过实验证实了中微子的存在。
中微子的发现引起了天文学家的注意，于是他们开始了对太阳中微子的观测和研究。太阳的能量来自4个氢原子核合成1个氦原子核的聚变反应。在太阳内部，时时刻刻都在进行着大规模的核反应，因此，中微子也时时刻刻从太阳内部大量地产生出来。中微子有一种奇特的性质，就是它的穿透能力极强，任何物质都难以阻挡。中微子从我们身上贯穿而过，我们毫无感觉。中微子不论碰上地球还是月球，都可以轻易地一穿而过。大量的中微子从太阳内部产生以后，就浩浩荡荡、畅行无阻地射向四面八方。地球表面每平方厘米的面积上，每秒钟就要遭受到几百亿个太阳中微子的轰击。
长期以来，人们只能根据观测太阳表层来推测太阳内部的状况。中微子却是直接从太阳内部跑出来的，它们一定会给人们带来有关太阳内部状况的宝贵信息。因此，天文学家对太阳中微子的观测和研究非常重视。最早开始探测太阳中微子的，是美国布鲁黑文实验室的物理学家戴维斯和他的同事们。他们在南达科他州地下深1000多米的一个旧金矿里，安放了一个特制的大钢罐子，里面装着38万升四氯乙烯溶液，用它作为俘获中微子的“陷阱”。当中微子穿过这个大罐子时，就会和罐中的四氯乙烯溶液发生反应，生成氩原子，并放出电子。用计数器测出产生了多少氩原子，就可以知道有多少中微子参加反应了。
戴维斯等人经过多年的努力，到了1968年，终于探测到太阳中微子。然而，出乎人们意料的是，他们所探测到的中微子数目比原先预期的要少得多，仿佛有大量的太阳中微子失踪了。这是为什么呢？难道太阳根本没有产生这么多的中微子吗？这个问题引起了科学家的极大重视，成为着名的中微子失踪之谜。
关于太阳中微子失踪的原因，目前科学家认为有好几种可能。第一种可能是目前人们对太阳内部状态的认识有差错，很多天文学家对标准太阳模型提出了很多修改方案，但是始终还没有哪一种修改意见能圆满解释这个问题；第二种可能是现有的原子核反应理论尚有问题；第三种可能是人们对中微子本身的认识并不全面；还有一种可能是太阳内部产生的中微子有很大一部分迅速地改变了本来的面目，所以人们没能探测到它们。但是，究竟谁是谁非，科学家们还不能下最后的结论。
为了早日揭开太阳中微子之谜，近年来，科学家正在推进新的中微子探测计划。看来，人们为此还须付出长期的、坚持不懈的努力。
地球难逃殉葬厄运吗
英国苏塞克斯大学的天文学家称，太阳将在76亿年后吞噬并气化整个地球，届时可怕的世界末日将会出现。但如果人们能够提前改变地球的运行轨道，那么这场灾难将有可能得以避免。
英国苏塞克斯大学的天文学家罗伯特·史密斯博士称，根据其研究小组以前的计算，尽管地球会被轰击烧成一堆灰烬，但最终将逃过毁灭。然而，这个计算并未考虑濒临太阳外层大气产生的拉力。史密斯博士说：“我们以前的计算显示，随着太阳的膨胀，太阳质量会以强风的形式逐渐消失，这种风的强度比现在的太阳风猛烈得多。如此一来，太阳对地球产生的地心引力就会减少，使地球轨道得以向膨胀太阳的外部移动。如果只有这种作用力，地球就可以真正地逃过最终毁灭。然而，太阳外层稀薄的大气会在太阳可见表面上空膨胀开去，结果使得地球事实上将在这些低密度外层大气中做绕轨运动。低密度大气所产生的拉力非常强，足以让地球向内漂移，并最终被太阳捕获然后蒸发掉。”
史密斯博士与墨西哥瓜纳华托大学天文系的克劳斯·彼得·舒洛德博士合作，撰写了有关最新发现的论文。
史密斯博士称，76亿年后，迎来地球末日之前，地球上的生命早已消失殆尽。科学家们称，太阳缓慢地膨胀将导致地表温度上升，海洋蒸发，令大气层充满水蒸气，引发全球变暖失控。
最终，海洋将被蒸干，水蒸气将逃逸至太空中。届时，地球将变成一个异常火热、干燥且不宜居住的星球。史密斯说：“随着太阳中心氢气的枯竭，太阳将变为一颗红巨星，并开始把氦聚变为碳和氧。后来再从其核心深处向前喷发出可怕的飓风，在高温飓风的影响下，那些靠近太阳的行星，水星、金星、地球，还有火星，都将慢慢地气化。它们的物质将与飓风汇合，汹涌澎湃地冲向太空。”
科学家们称，太阳这样大小的恒星是宇宙中最为典型的，它们生命中80%~90%的时间都处在稳定的主序阶段，当中心的氢逐渐燃烧完后，一颗恒星的生命就接近尾声了。此时星体核心会迅速收缩，相反地，外层的氢却开始燃烧并迅速膨胀，这是恒星生命中一个十分有趣的阶段：星体的体积大大增加，比如太阳这样的恒星会膨胀数百倍，膨胀的结果导致恒星表面温度下降，颜色变红，同时其表面亮度却会大大增强，天文学上习惯将光度(即恒星的本质亮度)大的天体称为“巨星”，因此这一阶段的恒星的典型特征就是“红巨星”。
相对而言，“红巨星”阶段是很短暂的，此后由于核心的收缩导致温度进一步升高，从而引发氦原子核聚变为碳原子核的反应，以及此后一系列更为复杂的核聚变反应，恒星将会快速地走向死亡。
改变地球轨道可能避免灾难。人类能不能采取一些措施来避免地球遭遇这场灾难？史密斯博士认为，加州大学圣克鲁兹分校的一个科研小组提出的这个惊人设想非常可行。
根据这个设想，可以利用飞越的小行星的引力，把地球“轻轻推离”这个危险区。每6000年左右的一个合适飞越将足以使地球免于此场灾难，并使地球多存活至少50亿年，甚至活得比太阳这颗红巨星还长。
