宇宙运动的第一推动力
哈雷是一个虔诚的基督教教徒，而牛顿却因为发现了三大定律，而与哈雷的看法迥然不同。他们经常在一块辩论。
有一天，牛顿到哈雷家做客，发现哈雷的客厅里放着一个精美的太阳系模型。牛顿一眼就喜欢上了这个模型。这个模型实在是非常奇妙，只要用手一拉上面的拉杆，6大行星（当时只发现了6个大行星）便开始自转，并且绕日公转。牛顿对这个模型有点爱不释手，问哈雷：“这个太阳系模型是谁制造的呢？”哈雷想了想，回答道：“它是自然存在的。”
“不可能。”牛顿反驳道，“这么奇妙的模型肯定是出自哪个能工巧匠之手，它怎么可能是自然存在的呢？”哈雷反问道：“这个模型比起现实中的太阳系不知道要粗糙多少倍，你既然认定这个模型是出自能工巧匠之手，为什么就不相信现实中的太阳系出自一个更高智慧的生命之手呢？”
牛顿听了哈雷的问话之后，陷入了沉思。他想到自己的三大定律，并发现了一个问题：地球之所以能够绕日公转，那是因为太阳的引力与地球公转产生的离心力达到了平衡。但是，地球的公转要想启动，那么就必须首先给地球一个力，不然的话地球无法转动。在地球绕日公转之初，是谁给了地球这个力呢？牛顿百思不得其解，于是提出：现实的世界这样井井有条，是否真的存在一位无所不在的上帝？是否是上帝给了地球这个力呢？
后来，牛顿认为：上帝是宇宙运动的第一推动力。当然，现在看来，这个观点显然是错误的，但是牛顿的疑问，为天体物理学的发展奠定了基础。之后爱因斯坦的理论，以及大爆炸的理论，都得益于对这个问题的思考！
发现小行星
很多年以来，科学家们在研究太阳系里各个行星的轨道时，发现了一个有趣的现象：行星并不是随随便便散落在太空的，而是非常有规律地分布在太阳的周围。行星们似乎是在排队一样，彼此之间的距离都成一定的比例。
1766年，德国有一位中学教师提丢斯，发现当时已知的水星、金星、地球、火星、木星、和土星这6颗行星与太阳的平均距离有一定的规律，它们可以用有趣的数列来表示。如果把水星距太阳之间的平均距离看作是1个单位，那么金星与太阳之间的平均距离就是1+3/4个单位，地球与太阳之间的平均距离是1+6/4个单位；火星是1+12/4；木星是1+48/4；土星是1+96/4。对这个数列，如果我们仔细地观察，就会发现，每项后面的数都是前项后面数的两倍，但是火星和木星之间，却是四倍！于是，科学家们推测，在火星和木星之间，肯定还有一颗行星存在着！
天文工作者对火星和木星之间进行了大量的观测，直到1801年1月1日，意大利的天文学家终于发现了这颗躲藏起来小行星！天文学家们在高兴之余，却仍然感到有点失望，因为这颗行星出奇地小，和其他的行星根本不能同日而语。一年之后，惊奇的事情发生了，德国人又发现了第二颗小行星。
随后，第三颗、第四颗小行星先后被发现……在整个19世纪，天文学家们共发现了400颗以上的小行星。而随着科学技术的发展，到目前为止，天文学家发现的小行星已经有2000个以上！原来，在火星和木星之间，存在着一个小行星数量众多的小行星带。
百年不遇的金星凌日
金星凌日的天象是十分罕见的，从1882年12月6日发生后，到2004年6月8日才再次出现，整个20世纪中没有发生过一次！所谓金星凌日，就是金星从地球与太阳之间经过，人们在地球上可见到一个小黑点徐徐穿过太阳表面。天文学中，往往把相隔时间最短的两次金星凌日现象分为一组，这两次凌日现象间隔8年，但两组之间的间隔却长达100多年。幸运的是，在2012年6月6日，我们将看到本世纪最后一次金星凌日！
1761年的凌日观测过程中，俄国著名学者罗蒙诺索夫将望远镜对准太阳，仔细观察了金星在日面的移动现象，见到金星进入和离开日面的时候，日面圆边都会抖动一下，由此他意识到这是金星存在大气的表现，断言金星四面被大气包围着。他因而成为了第一个发现金星上有大气存在的人，这也是人类首次知道其他行星也有大气存在。
同时，一位名叫勒让提的法国天文学家为了观测金星凌日，不远万里来到印度。6月5日，他在印度洋上的一艘船上进行了观测。由于风浪较大，船晃动得非常厉害，他得到的观测资料没有任何科学价值。勒让提没有灰心丧气，他知道8年后还可以看到下一次凌日，于是就耐心地等待。终于，1769年6月3日到来了，可就在金星走进日面前的十几分钟，突然天上下起了大雨，把勒让提浇得像个落汤鸡。等雨停了，凌日也已结束了。这意外的扑击使他心灰意冷，一度病倒在床，幸亏当地居民悉心照料，才使他逐渐好起来。1771年，当勒让提两手空空返回故土时，惊讶地发现亲属们已瓜分了他的财产，连科学院院士的位置也为他人补缺了。勒让提最后落了个一无所有的下场。
业余研究者发现天王星
英国天文学家赫歇尔，从小过着非常贫穷的生活，长大后一度以演奏音乐谋生，收入十分微薄，只能勉强糊口度日。
1774年的夏天，赫歇尔和他的弟弟妹妹一共三人，组成了家庭望远镜制作“工厂”。三个人劲头十足，分工合作，开始了自制望远镜的工作。赫歇尔在宫廷中的演奏结束后，一回到家，便马上换上工作服进行他的镜面磨制工作。他不分寒暑地磨制镜面，时常磨到饥肠辘辘也不肯停手，就让妹妹给他喂饭吃，疲倦了，就让妹妹在一旁为他朗读小说。他就是以这种努力不懈的精神，在贫困的生活中始终坚持磨制镜面。1776年5月1日，一架2米长的反射望远镜在他们三人的苦战中诞生了！
接下来便是第二步计划了，是要坚持天天进行天文观测。赫歇尔非常珍惜每一个可以进行观测的晴夜，常常是整夜地观测，到了第二天，还得拖着疲惫的身体到宫廷去演奏，以便换来日常生活费用。晚上不管回来多晚，只要天气晴好，他总是要打开望远镜，继续进行观测。妹妹始终跟在哥哥身边做观测记录，白天则进行整理归算。弟弟在哥哥指点下继续做磨制更大镜面的准备工作。就在他们进行巡天观测的第五个年头，一颗从来没有被人们发现过的新星出现在赫歇尔的望远镜里。
这颗新星就是后来人们非常熟悉的天王星。但在当时，人们却一直认为，土星就是太阳系的边界，金木水火土，外加地球，就是太阳系六大行星的全部！因此，天王星的发现在当时轰动了全世界，而人们却始终难以相信，这个巨大的发现，是一个没有受过正规教育的，不是以天文研究为正当职业的业余研究者发现的。
蟹状星云的发现
据中国历史记载，1054年7月，金牛座的天关星附近，出现了一次非同寻常的大爆发。这次大的星际空间爆发事件，留下了一大片形如巨蟹的发光的星云，即天文学界著名的蟹状星云。科学家后来知道，在未爆炸以前，那颗恒星（蟹状星云的前身）的亮度一度比太阳亮10倍。现在我们看到的蟹状星云，其实是这次爆炸的遗迹。
蟹状星云的名字得自于爱尔兰天文学家罗斯爵士。在1844年，罗斯爵士通过一架36英寸的望远镜，在金牛座的天关星附近发现这块外形像螃蟹的星云，所以把它叫做蟹状星云。随后科学家发现，蟹状星云的体积在不断扩大，其膨胀的速度高达1300千米/秒！蟹状星云始终发射着迷人的光彩。是什么天体在空中爆发，而产生了如此巨大的一片星云？它是从哪里获得的巨大的能量，近千年来持久不衰地发光，发出射电信号，发出X射线和Y射线？
1968年，科学家在该星云中找到了一颗中子星，并确信这颗中子星就是导致900多年前那场大爆发的恒星的“残骸”。根据空间轨道天文台的科学家估计，这是由于一个星球的能源耗尽，然后坍塌，再发生爆炸，产生超新星爆炸，最后变成了一颗中子星和一片星云。蟹状星云中央的中子星，被一团光亮的环包围着，这光环由高能量的粒子组成。科学家相信，蟹状星云的最高能量相当于四亿个太阳，在它周围50光年内的星球上，任何生命都会被这高能量消灭，幸而地球位于蟹状星云数千光年之外。
天文学家从这个星云中得出一个明确无误的启示：宇宙中可能产生我们怎么想象都不会过分的巨大爆发事件。
小人物发现海王星
19世纪40年代，科学家们通过计算得出，太阳系中还有一颗很大的行星没有被发现，而且这颗行星是一定存在的！全世界大多数天文学家都在为找出这个暗藏的行星绞尽脑汁。1846年9月23日，德国柏林天文台的老台长加勒收到一封从法国寄来的信，落款是一个陌生的名字：勒维烈。他拿出信来仔细一读，不觉大吃一惊：
“尊敬的加勒台长：请您在9月23日晚上，将望远镜对准摩羯座6星之东约5度的地方，您就会发现一颗新星。它就是您日夜寻找的那颗未知行星。它小圆面直径约3角秒，并且以每天69角秒的速度后退……”
满头银发的加勒读完信后，不禁有点发愣。他心里又惊又喜，是谁这么大的口气，难道他已观察到这颗星了？不可能。这个不知名的小人物不可能有很好的观察设备，不可能有那么雄厚的技术力量，但是他又怎么敢预言得这样具体呢？
好不容易，加勒和助手们熬到天黑，便赶紧将望远镜对准那个星区，果然发现了一个亮点，和信中所说的位置几乎一样。他眼睛紧贴望远镜，一直看了一个小时，这颗星果然后退了大约3角秒。“哎呀！”这回加勒台长几乎跳了起来。那个陌生人竟预言得分毫不差！大海里的针终于捞到，加勒和助手们狂呼着拥抱在一起。几天后他们向全世界宣布：又一颗新行星被发现！它的名字叫海王星。
哥白尼的日心说创建300年来，一直是一种假说，即使其有百分之九十九的可靠性，然而毕竟是一种假说。而当勒维烈依据这个学说所提供的数据，不仅推算出一定还存在一个尚未知道的行星，并且还推算出了这个行星在太空中的位置的时候，哥白尼的学说就最终被证实了。
钟摆揭示了地球自转
1851年的一天，法国巴黎万神庙的圆顶上，吊着一根长60余米的金属丝，金属丝下方悬挂着一个27千克重、直径约30厘米的铁球。这个人们从来没有见过的超级大摆，在广场上悠然自得地摆动着，吸引了路过的人们驻足观看。
傅科，这个大钟摆的制作人，指挥5个人按照固定的位置站好，这5个人围成一个弧形，从摆球的最左边一直排到摆球的最右边。时间一分一秒地流逝，人们失去了耐心，人群中出现了少许骚动。就在这时，奇迹出现了。
一个站在最右边的人突然发现，原来就停在自己面前的钟摆已经很久没有晃到这儿来了。于是，他尖叫了起来：“这个钟摆有魔法啊！”人们一听，顿时蜂拥围在他的身旁，听他讲述他的发现。这个人兴奋地结结巴巴讲完，有些人立刻附和道：“的确是这样的啊，一开始那个大球还在我的眼前晃来晃去的呢，不过到了刚才，那个球就只能晃到我的身边而已了。”而有的人则半信半疑地盯着钟摆，想看看到底是不是有人在暗中操纵着“魔法”。
就在这时，傅科让大家走近钟摆，人们这才发现，摆的下端是一个尖头，正好从地板上掠过。由于事先在教堂地板上已经洒过一些沙子，摆的尖头就在沙子上划出了清晰的痕迹。从沙子上的痕迹可以看出，摆尖划出的记号在不断地改变方向。它扭转的方向和速率正巧符合巴黎的纬度，和该纬度呈非常严谨的函数关系。
傅科摆为什么能够演示出地球自转呢？简单地说，因为惯性。当地球开始转动的时候，因为地球是向东转动，而摆的惯性却始终是保持原来南北的摆动方向，这就产生了摆向西偏转的现象。可能很多人都玩过摆，却没有想到里面藏着这么一个天体运动的秘密。
惊天动地的通古斯大爆炸
1908年6月30日，印度洋上空晨曦微露。突然，一个巨大的火团从空中坠落下来，这个火团呈圆柱形，喷射出蓝白色的耀眼火光，照得人们无法睁开眼睛。不久，从西伯利亚中部的通古斯地区传来了一声震天撼地的巨响，巨大的蘑菇云腾空而起，天空中出现了强烈的白光，气温瞬间灼热烤人，爆炸中心区草木都被烧焦，70千米外的人也被严重灼伤，还有人被巨大的声响震聋了耳朵。爆炸造成附近居民惊恐万状，而且还波及远方的国家：英国首都伦敦的许多电灯骤然熄灭，一片黑暗，欧洲许多国家的人们在夜空中看到了白昼般的闪光；甚至远在大洋彼岸的美国，人们也感觉到大地在抖动……这就是历史上有名的通古斯大爆炸。
科学家们判断，如果这个物体再迟几小时撞击地球，这个爆炸就应该发生在欧洲，而不是人口稀少的通古斯地区，这样将会造成更大的人员伤亡。
那么，究竟是什么东西引起了如此巨大的爆炸呢？这个问题深深吸引着现代的科学家。20世纪30年代，苏联科学家曾经发表声明，宣称爆炸是一次巨大的陨星造成的，但他们起初并没有找到陨星坠落的深坑，也没有找到陨石，只发现了数十个大大小小平坦的洞穴，即使把钻头打到土层中进行探测，也没有找到陨石碎片。因此，人们开始意识到，通古斯大爆炸不像是陨石引起的。
二战以后，苏联物理学家卡萨茨夫访问日本后发现，广岛原子弹爆炸后的废墟和通古斯有着众多的相似之处。因此，卡萨茨夫产生了一个大胆的想法，他认为通古斯大爆炸是外星人引起的一场核爆炸。
当然，卡萨茨夫对于通古斯爆炸的见解也仅是一种假设。更多的人还是相信“陨石说”。