当人类无法用实践去证明对某件事情的好奇心时，总喜欢通过想象来满足自我。在科技还不发达的年代，人们认为地球就是宇宙，宇宙的边缘也就是大地的边缘。数百年前，当航海技术还不发达的时候，中世纪的水手以为地球是平的，一旦船开到世界的边缘，就会落下一个巨大的瀑布，而这个瀑布就是宇宙的尽头。再后来，当航海家麦哲伦环游地球之后，使我们了解了地球形状其实是圆的。再后来，我们还会有更多的发现……
一、宇宙尽头在何处
当1920年爱德温？哈勃通过观察发现了银河系外的天体时，人们认识到，在银河系外还有很多远得无法想象的天体。因此，人们又重新开始了对宇宙尽头的猜测。
宇宙究竟有多大，它到底有没有尽头？这个困扰了数代地球人的问题即使是今天专门从事宇宙研究的天文学家也很难给出一个确定的答案，因为宇宙是目前人类已知的最大物体，它的巨大是我们无法想象的。科学家为了测量巨大的宇宙甚至发明了一种叫做光年的度量单位。所谓光年，也就是光在一年中所走的距离。光以每秒钟0万千米的速度前进一年可以达到94600亿千米。这样的速度是目前人类的任何交通工具都无法达到的，因此，人类无法亲自去探测茫茫宇宙，只能通过观测来判断整个宇宙。
目前，科学家观测到了距离我们大约100亿光年的星系，这是我们能观测到的最远的星系。当科学家看到这些光的时候，他们看到的仅仅是100亿年前这些星系的样子，现在它们可能在离我们更远的地方，甚至已经不存在了。这些遥远的星系在漫长的宇宙膨胀过程中成为最早期的开拓者之一，它们在逐渐地离我们远去，而它们所去的地方或许就是我们想要知道的宇宙尽头，准确地说，那只是一个界限而不是边界。
为了更好地了解和研究宇宙，天文学家按照不同的比例绘制了宇宙图，这个绘图过程就好像古代冒险家绘制的航海图。随着我们了解得越来越多，我们的宇宙图也变得越来越大。从天文学角度上讲宇宙是没有边界的，但却是有限的。因为，宇宙大爆炸理论产生的同时也就诞生了另外一个理论，宇宙有限论，宇宙爆炸时最外层的部分就是那个界限。科学家绘制的宇宙图从地球到了太阳系，又从太阳系到银河系，宇宙图随着人类的认识在不断扩大。
在银河系之外，有无数像银河系一样的宇宙岛（假设银河系是漂浮在宇宙中的岛，那么每一个星系都是一个宇宙岛），我们曾一度将它们称作星云。如果能画出一个20亿光年的大球，那么其中就包纳了约0亿个星云，无数的星云聚集在一起，形成一个大宇宙图。如果将宇宙图继续扩大，我们能不能看到这个大宇宙的边缘呢？这个未解之谜我们还是留给同学们去解谜吧。
二、时空隧道存在吗
穿越时空，回到过去。这些看似天马行空的幻想，似乎一直被看作是只能存在于小说中的剧情；而爱因斯坦用他的相对论，从理论上证实了时间会因为速度而改变这一事实。难道真的有时空隧道，那么它到底在哪里？
天上一日，地上一年。在中国古代神话中，人们习惯地认为有一些超越凡人的神仙住在天上，那里的时间和地面上的时间不一样。也就是说，如果能够被神仙带到天上旅游一天，地面上生活的人们或许就过去了一年甚至更久的时间。
在中国名著《聊斋志异》中，神仙鬼怪将人类带走一段时间再回来时，就有可能出现时空错位的现象。被带走的人感觉自己只是走了几天而已，而他回家时发现那里好像已经经过了几十年，他依旧年轻，而他的朋友都已经成了垂暮的老人。或许，这就是对时空隧道最为古老的猜想之一了。
这个理论不是凭空猜想，早在20世纪中叶，爱因斯坦就在他的相对论里大胆提出了这个假设，也就是当你的运动速度越来越接近光速时，你会发现时间开始越来越慢。很多人还以此认为，如果你以比光速更快的速度运动，时间将会倒退，那么你将有可能穿越时空隧道而回到过去。
1971年海尔莱德？派克尔德公司的两位科学家把两个原子钟定在零时。原子钟是根据石英水晶的精电子振动来计时的。一只钟留在实验室，而另一只则被放置在一架绕地球飞行的大型飞机上。虽然飞机的速度远不能跟光速相提并论，因为它的飞行速度为每小时965千米，但是，那只飞行了很久的钟显示的时间还是比另一只钟慢了59纳秒，这符合了爱因斯坦通过计算而做出的预计。
这一实验不仅证明狭义相对论完全正确，也说明人们通过坐飞机来长寿，理论上是可行的，只是效果太微弱了。因为据计算，如果一个人一年都在飞机上飞行，他可以赚得5微秒。假设他活了80岁，从出生就在飞机上这样生活，当80岁死去时一共可以赚得400微秒，即0.0004秒。80年的飞行才赚得连一眨眼都不到的时间，实在是微乎其微。
但在粒子加速器里，狭义相对论所预言的时间膨胀效应就不那么微弱了。在美国有长达40千米的粒子加速器，当粒子穿越这个巨大装置时，它们可以被加速到光速的90％1）2上。在这样的速度下，时间变化十分明显。疾驰的粒子质量增加了，而在正常情况下寿命很短的粒子存在时间也大大增长。
在科幻电影《回到未来》中曾有一个关于时空隧道的猜想。故事讲述高中生马丁和布朗博士是忘年交，博士为制造时间机器，偷了核原料作动力。就在试验时间机器时，博士不幸被恐怖分子杀害，而马丁则在逃命时驾着时间机器从1985年穿越时空回到1955年。由于时间机器损坏，马丁只好向0年前的博士求助，博士用闪电的能量把马丁送回1985年。
在《回到未来》第三集中，博士和马丁在1885年重逢，决定使用火车头推动时间机器。他们成功了，不过这在实际中是不可能的，因为他们这么做是无法超越光速的，这就意味着没办法回到过去。关于时空隧道是否真的存在，或许只有等到有一天人类能够制造出超越光速的工具时，这个谜才能最终解开。
三、有趣的宇宙天体
我们的宇宙到底有多大？在以前，如果你问天文学家这样一个问题，你所得到的答案很可能仅仅是告诉你当今的天文望远镜能够看多远。现在，这种情况要改变了。宇宙学家的最新研究成果告诉了我们一个确切的数字：我们的宇宙直径至少是780亿光年。
浩瀚的太空中，美丽的日月星辰，日复一日年复一年地沿着自己的轨道不停地运转。然而，你知道这壮丽的宇宙万物是怎么来的？它们由什么物质构成的吗？
宇宙中存在各种星体和弥漫物质。人们可以用肉眼或者借助各种观测仪器看到宇宙中形形色色的天体。晴朗的夜晚，我们可以看见闪烁的恒星、在星空中移动的行星和圆缺多变的月亮，有时还可以看到轮廓模糊的星云、一闪即逝的流星、拖着长尾的彗星。我们把宇宙中的各种星体统称为天体。在各种天体中，最基本的是恒星和星云，它们都有巨大的质量。
在晴朗的夏夜，天上的星星像一颗颗漂亮的宝石，发出清冷的光辉。但你却不会想到，有很多星星自身的温度却高得吓人，有的比太阳的温度还要高好几倍。那些自身能发光发热的星星被称为恒星，它们主要由氢元素和氦元素构成。这些星星之所以能发光，是由于它们的中心部分在发生强烈的热核反应，从而爆发出巨大的能量，散发出光和热，还辐射出各种各样的射线和粒子。
星云是由气体和尘埃物质组成的、呈云雾状的天体，它的主要组成物质是氢。同恒星相比，星云质量大、体积大、密度小。
行星是在椭圆轨道上围绕恒星运行的、质量大到自身引力足以使它变成球体，并且能够清除其公转轨道周围的物体的天体。它的质量比恒星小，本身不发射可见光，以表面反射恒星光而发亮。太阳系有八颗行星，地球是其中之一。
卫星是围绕行星运行的天体。它的质量比其所环绕的行星小，本身不发射可见光，以表面反射恒星光而发亮。月球就是地球的卫星。
彗星是围绕恒星运行的一种质量很小的天体，呈云雾状的独特外貌。彗星分为彗头和彗尾两部分。彗头由彗核、彗发、彗云构成。彗核是彗头的主要部分，由冰物质组成，当彗星接近恒星时，冰物质升华为气体。在太阳系中，彗星的这些气体和微尘受太阳风推斥，在背向太阳的方向形成一条很长的彗尾。彗尾一般长几千万千米，最长可达几亿千米。彗星形状像扫帚，俗称扫帚星。彗星的轨道多为抛物线或双曲线，少数为椭圆。目前人们已发现绕太阳运行的彗星有1600多颗。著名的哈雷彗星绕太阳一周的时间为76年。
流星体是星际空间的尘粒和固体小块，数量众多。我们将沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体称为流星群。闯入地球大气的流星体，因同大气摩擦而燃烧，产生的光迹划过天空，这种现象叫做流星现象。当流星群与地球相遇时，人们会看到天空某一区域在几小时、几天或更长时间内流星数目显著增加，甚至像下雨一样，这种现象叫流星雨。降落到地面的未烧尽的流星体叫做陨星。陨星有石陨星（陨石）、铁陨星（陨铁）和石铁陨星三种。
地球是怎样诞生的
早在远古时代，人类就对地球充满了好奇。那时的人们认为自然界存在的一切都是由上天创造的，一切都是与生俱来的。西方的“上帝创世说”曾经在相当长一段时间内占据统治地位，人们都相信有一个超乎人力之上的上帝创造了一切。然而，随着人们认识水平的提高和科学技术的发展，人们已经远远不相信“上帝创世说”那样荒谬的答案了。
在关于地球起源的各种理论中，较早就产生且比较普遍被人接受的是星云说。科学家们认为，在距今约50亿年前，宇宙大爆炸后，太阳系星云收缩，形成了以太阳为中心的太阳系。约4亿年后，地球开始形成。大概在46亿年前，地球发展成现在的大小和形状。其后可能又过了15亿年，地球上的环境才适宜早期的生物生存。
另外，法国生物学家布丰在18世纪就创造了“彗星碰撞说”。他认为彗星落到太阳上，把太阳打下一块碎片，碎片冷却以后形成了地球，即地球是由彗星碰撞太阳所形成的。这一学说打破了神学的禁锢，曾一度引起人们的注意。此后，其他科学家继承和发展了布丰的学说，将地球形成原因的研究又向前推进了一步。
然而，1920年，英国天文学家阿瑟？斯坦莱？爱丁顿却指出，从太阳或其他恒星上分离下来的物质都很热，以至于它们扩散到宇宙空间前还来不及冷却就消散掉了。即使在某种未知的过程下凝聚成了行星，运行的轨道也不会像现在太阳系中的轨道那样有规律。196年，美国天文学家莱曼？斯皮特泽又证实了这一理论。
1944年，德国科学家卡尔？夫兰垂？克？冯？韦茨萨克对以往的“星云假说”进行了进一步发展，他认为是旋转的星云逐渐收缩形成了行星。如果把星云中的电磁作用考虑进去，就可以解释角动量是以什么形式由太阳转移到行星上去的。
随着人们在该领域研究的不断深入，目前科学家们提出的有关地球起源的学说已多达十余种。除以上两种外，主要还有以下几种学说：
①陨星说
1755年，康德在《宇宙发展史概论》中提出了该学说，他认为太阳系最初是一团由尘与气形成的冷云，并不停地旋转。今天的天文学家利用现代望远镜，看到遥远星际间漂浮着暗黑的尘云，这种云看起来就像康德想象中的太阳系旋转云。
②双星说
此学说认为行星都是由除太阳之外的另一颗恒星产生的。假定太阳最先产生，还没有行星。后来太空中有另一个星球从太阳附近掠过，把一块物质扯了出来。掠过的星球继续飞行，而那些被扯出来的物质则凝聚成了太阳系的行星。
③行星平面说
该学说认为所有的行星都在一个平面上绕太阳转，原始的星云盘产生了太阳系。
随着人们认识水平的提高和科技水平的进步，人类对地球的形成的认识将越来越深入和趋向统一。我们有理由相信，揭开地球起源之谜并不是一件遥远的事情。
是谁驱使地球在运动
远古时代，人们认为地球是平的，太阳落到地平面下面，天就黑了。也有人认为，地球是不动的，太阳嵌在天幕上，由于天幕不停地转动才引起太阳东升和西落。现在，人们已经明白：每隔24小时经历的一次白天和黑夜是由于地球自转造成的。在围绕地轴自转的同时，地球又在一个椭圆形远轨道上环绕太阳公转，带来昼夜交替和季节变化，使人类及万物繁衍生息。那么，是什么力量驱使地球如此永不停息地运动呢？
宇宙间的天体都在旋转，这是它们运动的一种基本形式，但要真正说明这个问题，首先要弄清楚地球和太阳系是如何形成的，因为地球自转和公转的产生与太阳系的形成密切相关。
天文学家普遍认为，太阳系是由古代的原始星云形成的。原始星云是非常稀薄的大片气体云，因受到某种扰动影响，再加上引力的作用而向中心收缩。经过漫长的演化，中心部分物质的气温越来越高，密度也越来越大，最后达到了可以引发热核反应的程度，从而演变成了太阳。太阳周围的残余气体，慢慢形成了一个旋转的盘状气体层，经过收缩、碰撞等复杂的过程，在气体层中凝聚成固体颗粒、微行星、原始行星，最后形成了一个完整的太阳系天体。
大家知道，如果要测量物体直线运动的快慢，应该用速度来表示，但是如何来衡量物体旋转的状况呢？有一种办法就是用“角动量”。一个绕定点转动的物体，它的角动量就是质量乘以速度，再乘以该物体与定点的距离。物理学中有一条非常重要的角动量守恒定律，就是说，一个转动的物体，只要不受外力作用，它的角动量就不会因物体形状的变化而发生变化。例如一个芭蕾舞演员，当他在旋转的时候突然把手臂收起来（质心与定点的距离变小），他的旋转速度就会自然而然地加快，因为这样才能保证角动量不变。这一定律在地球自转速度的产生中有非常重要的作用。
原始星云原本就带有角动量，在形成太阳系之后，它的角动量仍然不会损失，但已经发生了重新分布，各个星体在漫长的演变过程中都从原始星云中得到了各自的角动量。由于角动量守恒，行星在收缩的过程中转速也将越来越快。地球也是这样，它获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转、地月系统的相互绕转以及地球的自转中。
