宇宙的起源

第一秒鐘
空間和時間在同一刻出現了。說起來或許很難想像，但現在存在於宇宙中的一切的一切，都是在大霹靂之後的第一秒鐘之內就出現了。
現代物理學還沒辦法合理地描述，從大霹靂之後到10-43秒之間發生的情況。
大霹靂之後，從10-43到10-36秒，重力就開始成為一個物理作用力。

大霹靂
這是發生在138億年前的事，我們稱為大霹靂。不過，這場大爆炸並不是在某個特定的地點發生的，而是在所有的地方一起發生。空間，以及物質和時間，都是在那一刻出現的。
在大霹靂之後的10-35秒，宇宙就快速膨脹。
到了10-32秒，出現了最早的粒子。
宇宙剛出現時原本是完全黑暗的，到了大約38萬年後變得透明，並瀰漫著大霹靂產生的、逐漸冷卻的殘餘輻射。

星光燦爛的島嶼

渦狀星系
星系漂浮在宇宙中，就像海上的一座座島嶼。用不同的觀測工具看起來，渦狀星系M51呈現出不同的面貌，左圖是史匹哲太空望遠鏡拍攝的紫外線影像，中間是哈伯太空望遠鏡拍攝的可見光影像，右圖是錢卓拉X射線天文臺拍攝的影像。

黑洞
這是位於M87星系中心的超大質量黑洞的影像，不過黑洞本身是看不見的，中間那塊黑斑只是它的影子，它的周圍有一圈稀薄的氣體，是氣體發出的輻射傳到了地球，所以連中心看起來都不是全黑。

紅移
天文學家發現，因為宇宙擴張的關係，遙遠星系的光譜會偏向較長的波長。離我們愈遠的天體，遠離我們的速度就愈快，紅移的程度也愈高。這是都卜勒效應的結果，一個物體遠離觀察者時，觀察者偵測到它的波長會變長，也就是光譜線會往紅色端移動，稱為紅移。相反地，物體靠近觀察者時，就稱為藍移。


我們的星系
我們所在的星系叫做銀河系，所有肉眼看得到的星星都在銀河系裡面，包括我們的太陽。銀河系的中心簡稱銀心，距離我們大約2萬6000光年。銀河系是一個盤面，從側面看起來比較薄，厚度大約只有1000光年，但寬度有10萬光年，含有4000億顆恆星。

橢圓星系
宇宙中最大的星系有很多是橢圓星系，不過因為沒有旋臂，看起來不像螺旋星系那麼壯觀。上圖是位於室女座的橢圓星系M87，距離我們5400萬光年。

星系團
星系和星系之間也會受到彼此的重力影響，而形成星系團。最小型的星系團只有數十個星系，大型的星系團則包含了數以千計的星系，涵蓋數千萬光年的範圍。

愛德溫・哈伯
伽利略在1609年把望遠鏡對準朦朧的銀河時，簡直看呆了。當時的人覺得那只是夜空中一道發出微光、模糊不清的縫，沒想到透過望遠鏡，竟然看到了數以千計的星星。因此伽利略領悟到我們是活在一大群星星之中。後來的天文學家逐漸了解到，有些新發現的雲霧狀天體並不是恆星系統，其中很多是我們銀河系裡的塵埃雲，但也有一些後來發現根本不是，包括當時所稱的仙女座星雲，一直到1923年美國天文學家愛德溫・哈伯才發現它不屬於銀河系，而是另一個遙遠的星系。