1．宇宙的诞生
说到宇宙，很多人会想到一个词“浩渺无边”，宇宙到底有多大呢？从古至今还没有谁能给出一个准确的答案。
宇宙星空
古典力学创立者牛顿曾设想：宇宙像一个无边界的大箱子，无数恒星均匀地分布在这个既无限又空虚的箱子里，靠万有引力联系着。而相对论大师爱因斯坦则“把宇宙看作是一个在空间尺度方面的有限闭合的连续区”。
宇宙的范围到底是有限的，还是无限的？现如今，人们实际上是把宇宙作为在时间上有起点、在空间上有限度的想象模型来对待的。
那么宇宙是怎样产生和演化的呢？这个问题到现在还没有一个确切的解释。最初，一位叫勒梅特的天文学家认为，宇宙的物质和能量装在一个“宇宙蛋”内，今天的我们说的宇宙是就是这个不稳定的“宇宙蛋”爆炸后膨胀的结果。
大爆炸宇宙示意图
20世纪40年代，一个美籍俄国天体物理学家伽莫夫十分赞赏勒梅特的理论，并把这一理论称为“大爆炸理论”。 在勒梅特的理论提出后不久，美国天文学家哈勃利用加州威尔逊山上15米和25米直径的天文望远镜发现宇宙是在膨胀着的。20世纪80年代，美国天体物理学家古特又对大爆炸理论进行了修改，他引入量子物理学的一些新理论，建立了暴胀理论。
20世纪80年代末，欧洲的一些科学家用一台有一条长达17英里的管道的巨大正负电子对撞机进行了演示。当时的实验结果表明，在150亿年前发生的大爆炸中，很自然界不存在的寿命极短的粒子曾经诞生，并在很短的时间内形成了恒星和星系物质。但“现在已掌握的资料尚不精确；这个理论也许是错误的。”看来，要解开这个宇宙大爆炸之谜，还需要科学家们继续努力。
还有一些方法可以检测宇宙演化是继续膨胀，还是将要收缩，但是，无论哪一种方法都还不能提供绝对的根据。
如果说我们的宇宙真是一个“封闭宇宙”，那么它最终会结束膨胀。宇宙开始收缩之后，宇宙背景辐射的温度开始上升，星体逐渐熔解蒸发成气体。黑洞会吸收这种气体，并且相互结合成为巨大的黑洞。在“大压缩”前的一刹那，所有黑洞很可能合并加归至时空点，甚至引发另一次大爆炸，宇宙再一次诞生。
宇宙背景辐射
如果说我们的宇宙是开放的，那么很可能会有很多怪异的现象产生。宇宙不断膨胀，物质变得愈来愈稀薄，在100万亿年之后便不能再产生新的星体，恒星亦因耗尽燃料而丧失光辉，宇宙就会逐渐变得黯淡无光，“10年后的质子衰变开始上演”。由于质子是构成星体的基本成分，质子衰变之后，宇宙只剩下伽玛射线、中微子、电子、正电子和黑洞。再过10100年，连最巨大的黑洞也蒸发殆尽，最后整个宇宙只剩下电子和正电子，在仍旧不断膨胀的空间里闲荡游离。
根据观测可知，宇宙中许多恒星已死亡了，但也有不少新生的恒星。形成新恒星的氢物质渐渐少了，死星就多于新产生的星。有人计算，100万亿年之后，所有恒星都进入晚期，星星不发光了，只是还发出些余热，并使自身温度不断下降，这时的生命就灭绝了。但关于宇宙的归宿，仍然 “像一团巨大的永恒的谜出现在我们的面前”。
恒星
科学家指出：没有什么东西是可以永远存在的。宇宙也许不会突然消失。但是，随着时间的推移，它可能最终变得不再适于生命存在。那么，这种情况将会在什么时候出现呢?这是一个冷酷的问题。
显然，每一种结局都在预示着生命的终结。但目前，人们尚不能对扩张和万有引力作出精确的估测，天文学家的观测结果仍然存在着许多不确定的因素。所以，人类的最终命运还无法确定。正如爱因斯坦在写给一个对世界的命运感到担忧的孩子的信中所说：“至于谈到世界末日的问题，我的意见是：等着瞧吧!”
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万有引力
万有引力定律指的是自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。它的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律，是物体（质点）间由于它们的引力质量而引起的相互吸引力所遵循的规律。是牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明，在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
2.月亮的来历
月球不仅是开启地球以及众多宇宙之谜大门的钥匙，也是开启太阳系起源之谜大门的钥匙。那么，月亮来自哪里？月亮是什么时候出现的？月亮又是怎样形成的呢?人们总是很关心这些问题。但这一直是一个谜，正如著名法国作家维克乌·雨果所说的，“月球是梦的王国，幻想的王国” 。
现如今，关于月球是怎样起源的至少有好几十种假说。尽管如此，科学家们仍然希望有新的假说出现，以便能找到新的启示和新的线索，对问题的认识更加深入、更加全面。
月球图像
一类认为月球是从地球分裂出去的，也就是“分裂说”：在地球历史的早期，地球还处在熔融状态，自转得特别快，每4小时左右就自转一周，地球顶道部分的物质逐渐隆起，由小而大，越来越大，也越来越高，最后终于脱离地球而被抛了开去，成了独立于地球之外的物质团，此物质团后来逐步冷却并凝聚成为月球。可是没有任何证据表明地球自转曾经达到过如此快的程度。
而且即使月球真的是从地球分裂出去的话，它的化学成分、密度等都应该与地球的一致或差不多，而地球的平均密度，即每一立方厘米的地球物质为5.52克，月球的平均密度却只有3.34克／立方厘米。
另一种假说认为，月球原来的“身份”可能是环绕太阳运行的小行星，由于某种我们还不清楚的原因，它仍然接近地球，地球的引力“强迫”它脱离原来的轨道并把它俘获，成为自己的卫星。这就是“俘获说”。
这种假说是很难成立的。科学家们指出：一个天体俘获另外一个天体的可能性是有的，只是这种机会太少了。仔细想想，地球是不可能把月球那么大的一颗小行星俘获来作为自己的卫星的，至多也只能改变一下那颗小行星的轨道。
第三种假说是“同源说”，它指出月球和地球是从同一块原始太阳星云演变而形成的。可这无法解释月球与地球在物质成分、密度等方面的差异。
太阳星云
第四种假说是由前苏联的两位科学家瓦西里与谢尔巴科夫于1957年提出的。是“宇宙飞船说”。主张“宇宙飞船说”的人认为，月球是宇宙中彼岸某角落中的一颗小天体，被外星人改造后，操纵着它来到地球身边，利用地球的引力再加上月球的人为原动力而固定在现有的轨道上。但外星人将月球进行改造后，再送到地球身旁，是出于什么目的？
宇宙的奥妙真是是高深莫测，对科学家们来说，月球是一个充满梦幻的世界。那些关于月球的未解之谜在人类登上月球之前就存在了不知多长时间。直到今天，科学家们仍陷入深深的困惑之中。纵横交织在科学家面前的谜团，像难理的乱麻，头绪纷繁。总的来说，月球是被“操纵着”进入地球轨道的结论更具说服力。如果再与碰撞说联系，能否可以想象月球当初被操纵进入月球轨道时不慎与地球擦肩而过，最后才调整到现在这种轨道上？这还需再探究。
月球的轨道运动
月球究竟是从哪里来的?也许宇航员踏上月球后，那些奇妙的月面岩石能够给我们带来诸如月球的年龄，月球的成因等这些讯息，通过对月面岩石的分析，我们可以破译诸多谜团。
月面破碎后逐渐形成的岩石层
的确当宇航员们将第一批月球岩石标本带回到地球供科学家们研究分析时，令他们诧异的是，月球不但比地球古老，而且比太阳系更古老。问题不断在出现，看来要解开月球起源之谜还需要做大量的探讨和研究工作。
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月球起源新假说
有关月球起源的一种新假说的主要一点是这样的：月球原是环绕太阳运行的一颗小行星，一次偶然的机会使它不仅走向地球，而且与地球相撞。被撞“飞”的地球物质脱离地球，最后凝聚成为月球。在这次史无前例的猛烈撞击之前，组成地球的大部分铁和重元素，早已经沉落到地层的深处乃至核心，因此那些被撞“飞”的物质，主要是比较轻的元素。对地球来说，这次撞击带来的是地球的赤道被一下子撞“弯”了，而那些被撞出来的物质却仍然是在原先的位置上。这就能解释为什么月球不是在地球赤道平面内绕地球转的缘故。
3.探索火星的秘密
在地球以外的星球上是否有生命存在？大概当很多人抬头望着星空的时候都想过这个问题。为了解开这个谜团，天文学家们可谓费尽了心机。人们先是把目光集中到了地球的“近邻”——火星上了
火星
火星是太阳系九大行星之一，一直是人们最感兴趣的一个星球。它与地球在很多方面都相似。比如，地球和火星的昼夜长短几乎一样，且都有四季变化；地球自转1周需要23小时56分，火星是24小时37分；地球的两极是冰雪世界，火星的两极也是白雪皑皑。不过，火星的每一个季节要比地球上长得多。
为了揭开火星上的奥秘，在1971年5月30日，美国向火星发射了“水手9号”探测器，并于1971年11月4日进入火星周围的轨道。但不巧的是，当时猛烈的沙尘暴使火星表面一片模糊，直到1972年初，沙尘暴才渐渐平静下来，传真照片上火星表面的各种景象也清晰地显现出来。1976年7月，美国“海盗号”飞船登上了火星，以后又有几个飞行器相继上了火星。从此，人类对火星就有了新的认识。
“水手9号”探测器
在火星上，天气变化是异常剧烈的。尘埃云时而发展时而消失，根据这些尘埃云的移动情况进行计算，火星上的风速一般可以达到每秒40米左右。苏联的“火星3号”探测器在那里失去了作用，可能是每秒数十米的强风暴把天线吹断了导致的。
“火星3号”探测器
火星昼夜温差很大，是一个寒冷的世界。在火星的南北极，有白云和冰雪覆盖。这些薄冰不是水的冻结物，而是人们常说的“干冰”——固体二氧化碳，它们像地球高山的冰川一样，快要移动或者溶化。
固体二氧化碳晶体结构示意图
根据地球上用雷达测量，火星上的山很高。最低的地方与高的地方要相差15000米，数千米高的大火山和它周围的高原巍然耸立。在这些高山地区，偶尔能看到被地形抬升的水蒸汽因冷却凝结成的几缕白云在飘浮。
火星大气中的水气含量极少。如果把火星大气中的水汽全凝结降在火星的表面上，其深度大概只有0.01毫米。而在地球上的沙漠地带，把它上面的水汽凝结起来，就能形成1毫米的降水星。干燥、缺水使火星表面盖满了粉末状的尘埃，整个大地看起来坎坷不平，满目荒凉。
这样的环境会不会有生命存在呢？多少年来，人们一直幻想着“火星人”的存在。但实际上，火星远不具备地球上的生存环境。在我们栖居的地球上，致命的紫外线已被高空的臭氧层吸收，陨落的流星体绝大部分也在浓厚的大气层中燃烧殆尽了。太阳风、宇宙射线等高能粒子，又大部分被地球磁场捕获，或者反射，或者阻挡，只有极少数粒子能冲过地磁场的防卫圈，打到地球的表面。而在火星上，紫外线可以长驱直入，并且常常受到流星体的频繁“轰炸”和高能粒子的猛烈打击。
宇宙射线
稀薄的大气，严重的缺氧，再加上火星没有磁场，使火星成了一颗“不设防”的行星。而且这里的大气极其稀薄，只相当于地球3万米高空的大气，同时大气成分以二氧化碳为主，而且异常干燥。火星赤道地区全年平均气温仅达到摄氏-15℃。春季的大风暴异常猛烈，可在火星上空形成经久不散的、面积极大的“大黄云”。
但美国加州航天署的麦凯认为，随着火星变冷，古老的河流湖泊干涸了，留下了河流、湖泊的痕迹。如果这种分析是正确的话，那么，在火星上有原始生命的可能性是存在的。
人类探索火星的奥秘，是为了利用火星为人类服务。例如，火星可以作为一个空间飞行的中转站，向更远的星球进军；火星上有种类很多的大量金属，是一个资源宝库，利用火星上的特殊自然条件，能冶炼一些特殊金属。甚至有人还设想在火星上建立游览区，好让人们能够无比清晰地观看到瑰丽神奇的天象。
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火星大气层
火星大气层的主要成份是二氧化碳，还有很小的氧、臭氧、一氧化碳和水汽。火星大气很稀薄，所以它的气压很低，大概只有地球大气压力的1／200，相当于地球上4万米高空的大气层。
4.水星上有水吗
一听到水星的名字，人们自然会问：水星上面有水吗？那里有生命存在吗？早在古代，我们祖先就给了日、月以及五颗行星以特殊的位置，想象它们是天神的住地或主宰着物质世界。在西方，古罗马人看到水星绕太阳公转一周的时间最少，运行得最快，所以称水星为“墨丘利”（希腊神话中一个跑得最快的信使）。
水星
中国古代盛行用阴阳五行说，来揭示自然万物的构成变化，把宇宙简化成阴阳两大系统，认为“阴阳者，天地之道也”。后来他们又用“金、木、水、火、土五行的相生相克、互相承接或制约”来反映阴阳两大系统的动态变化。在他们看来“阳变阴合，而生水、火、木、金、土”。宇宙万物是统一的，天、地、人也是三位一体。在天，就为日月星；在地，就为珠玉金；在人，为耳目口。于是，日月的名字分别又叫太阳、太阴，五大行星分别叫水星、金星、火星、木星、土星。行星的名字，可以反映人们当时的观点，流传到现在，成为人们习惯的称呼。难怪法兰西有句格言：“结论取决于观点”。 它反映了炎黄子孙特有的智慧和思维方式。看来，水星和水不是一回事。
五大行星
据说，哥白尼曾为自己一辈子没有看到过水星感到极大的遗憾。水星跟月球差不多大小，是离太阳最近的行星。地球到月球的距离是38万千米，地球与水星最靠近时也有7700万千米，水星到太阳的平均距离只有5800万千米，这个距离只有地球到太阳距离的的0.4倍。也就是说太阳光用8分多钟跑到地球上来，只要用3分钟多就能到水星表面了。
水星离太阳这么近，可为什么连专业天文学家用专业仪器也经常看不到水星呢？因为水星的轨道在地球轨道的内侧，每88天围绕太阳运行一周。在地球上看水星，水星总在离太阳不远的地方转来转去。水星和太阳在天空中的角距离总是很小，最大时也超不过28°，也就是说，在最好的情况下，从地球上观看水星，水星只会在东方天空比太阳早升起一个半小时，或在西方比太阳迟下落一个半个小时。此刻，太阳的光辉映衬着天空，水星被淹没在曙暮的天光里，也就很难“显身”。