通过比较不同时空的超巨星的位置和年代，可以计算出宇宙的膨胀是否在变慢。天体物理学家发现，宇宙的膨胀速度并未变慢，膨胀的速度不但没有减缓，反而是正在加速。
大约在1000亿年后，太阳燃烧殆尽，所有的星系都会瓦解。宇宙中将只剩下孤立的恒星，这些恒星的能量也将用尽。有些恒星会变成白矮星或褐矮星，有些会坍缩成中子星或黑洞。大爆炸之后数千万亿年，就连黑洞也会消失。所有的物质都会分解成最基本的成分。原子也会分解。最后，连构成原子的质子也会发生衰变。
宇宙的未来很可能非常凄凉，成为寒冷、黑暗和空虚的地方。随着宇宙的不断膨胀，星系也开始互相远离。太空会变成一片废墟，死一般寂静。我们的星系团将以超越光速的速度远离我们，并消失在黑暗中。最后，一切都会陷入停顿，这就是宇宙的结局。宇宙最后将会死亡，剩下的，只有冰冷、黑暗、死气沉沉的空虚。
宇宙到底会不会死亡呢？是最后紧缩成针尖大小还是最终解体消失得无影无踪呢？迄今为止还没有谁能说清楚。
宇宙是由什么组成的
宇宙是有限的还是无限的？有没有中心，有没有边？有没有生老病死，有没有年龄？宇宙是由什么组成的？这些恐怕是自从有人类的活动以来一直被关心的问题。
那么，宇宙到底是由什么组成的呢？
行星
我们居住的地球是太阳系的一颗大行星。太阳系一共有八颗大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星（注：2006年8月24日于捷克首都布拉格举行的第26届国际天文学联合会大会上，位居太阳系九大行星末席70多年的冥王星，最终以237票赞成、157票反对、17票弃权的表决结果，被逐出太阳系九大行星之列。至此，传统意义上的太阳系九大行星，变为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星八大行星）。除了大行星以外，还有60多颗卫星、为数众多的小行星、难以计数的彗星和流星体等。它们都是离我们地球较近的，是人们了解的较多的天体。那么，除了这些以外，茫茫宇宙空间还有一些什么呢？
恒星和星云
晴夜，我们用肉眼可以看到许多闪闪发光的星星，它们绝大多数是恒星，恒星是像太阳一样本身能发光发热的星球。我们银河系内就有1000多亿颗恒星。恒星常常爱好“群居”，有许多是“成双成对”紧密地靠在一起的，按照一定的规律互相绕转着，这称为双星。还有一些是3颗、4颗或更多颗恒星聚在一起，称为聚星。如果是10颗以上，甚至成千上万颗星聚在一起，形成一团星，这就是星团。银河系里发现1000多个这样的星团。
在恒星世界中还有一些亮度会发生变化的星——变星，它们有的变化很有规律，有的没有什么规律。现在已发现20000多颗变星。有时候天空中会突然出现一颗很亮的星，在两三天内会突然变亮几万倍甚至几百万倍，我们称它们为新星。还有一种亮度增加得更剧烈的恒星，会突然变亮几千万倍甚至上亿倍，这就是超新星。
除了恒星之外，还有一种云雾似的天体，称为星云。星云由极其稀薄的气体和尘埃组成，形状很不规则，如有名的猎户座星云。
在没有恒星又没有星云的广阔的星际空间里，充满着稀薄的星际气体、星际尘埃、宇宙线和极其微弱的星际磁场。随着科学技术的发展，人们必定可以发现越来越多的新天体。
银河系及河外星系
随着测距能力的逐步提高，人们逐渐在越来越大的尺度上对宇宙的结构建立了立体的观念。
其中第一个重要的发展是认识了银河。它包含两重含义，一是了解了银河的形状，二是认识了河外天体的存在。
银河系是太阳所属的一个庞大的恒星星系，大约包括1011颗恒星。银河系中大部分恒星分布呈扁平的盘状。盘的直径为25000秒差距，厚度约为2000秒差距。盘的中心有一球状隆起，称为核球。盘的外部由几条旋臂构成。太阳位于其中一条旋臂上，距离银心约7000秒差距。银盘上下有球状的延展区，其中恒星分布较稀疏，称为银晕。晕的总质量约占整体的10％，直径约为30000秒差距。太阳就其光度、质量和位置讲，只是银河系中一个极普通的成员。
此外重要的是，并非天穹上一切发光体都是银河系的一部分，对天穹上的某个光点，只有测定它的距离，才能区分它是银河系内的恒星还是银河系外的另一个星系。实际上，天穹上的大多数光点是银河系的恒星，但也有相当大量的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团，历史上曾被误认为是星云，我们称它们为河外星系，现在已知道存在1000亿个以上的星系，著名的仙女星系、大小麦哲伦星云就是肉眼可见的河外星系。星系的普遍存在，表明它代表宇宙结构中的一个层次，从宇宙演化的角度看，它是比恒星更基本的层次。
20世纪60年代以来，天文学家还找到一种在银河系以外像恒星一样表现为一个光点的天体，但实际上它的光度、质量和星系一样，我们称它为类星体。现在已发现了数千个这种天体。
星系团
当我们把观测的尺度再放大，宇宙可看成是由大量星系构成的“介质”，而恒星只是星系内部细致结构的表现。这样，为了了解宇宙结构，需关心星系在空间的分布规律。
星系的空间分布不是无规则的，它也有成团现象。上千个以上的星系构成的大集团叫星系团。大约只有10％星系属于这种大星系团。大部分星系只结成十几、几十或上百个成员的小团。星系团代表了宇宙结构中比星系更大的一个新层次。
大尺度结构
今天人们把10兆秒差距以上的结构称为宇宙的大尺度结构（目前观测到的宇宙的大小是104兆秒差距。至今大尺度上的观测事实远不是十分明确的。有迹象表明，星系在大尺度上的分布呈泡沫状，即有许多看不到星系的“空洞”区，而星系聚集在空洞的壁上，呈纤维状或片状结构。这一层次的结构叫超星系团。它的典型尺度为几十兆秒差距。
从演化理论来考虑，尺度大到一定程度，应不再有结构存在。这是否符合事实，以及这尺度多大，都是十分重要，并需要有大尺度观测来回答的问题。现今对宇宙在50兆秒差距以上是否还有显著的结构现象存在这个问题，是人们热烈争论中的焦点。若把星系看成宇宙物质的基本单元，那么，星系的分布状况就是宇宙结构的表现。
上面只是我们对宇宙面貌的初步认识，对宇宙更深层次的了解需要科学技术的进一步发展。
宇宙中的暗物质之谜
茫茫宇宙中，恒星间相互作用，做着各种各样的有规则的轨道运动，而有些运动我们却找不到其作用对应的物质。因此，人们设想，在宇宙中也许存在着我们看不见的物质，人们称之为暗物质。可到底什么是暗物质呢？
加利福尼亚大学欧文分校的天文学家弗吉尼亚·崔伯认为，人类知道这种物质的存在已经几十年了，但却不知道它到底是什么。
暗物质与一般的普通物质有着根本性的区别。普通物质就是那些在一般情况下能用眼睛或借助工具看得见、摸得着的东西，小到原子，大到宇宙星体，近到身边的各种物体，远到宇宙深处的各种星系。普通物质总是能与光或者部分波发生相互作用或者在一定的条件下自身就能发光或者折射光线，从而可以被人们感知、看见、摸到或者借助仪器测量得到。但是暗物质却恰恰相反，它根本不与光发生作用，更不会发光，因为不发光又与光不发生任何作用，所以不会反射、折射或散射光，即它们对于各种波和光是一些透明体。
天文上用光的手段绝对看不到暗物质，不管是电磁波、无线电还是红外射线、射线、X射线这些统统都毫无用处。它不被人们的感官所感觉，也不被目前的仪器所观测，为了区分普通物质和这种特殊的物质，人们将这种特殊的物质称之为“暗物质”。
100多年前，曾经有科学家认为，看似真空的宇宙空间并不空虚，而是有一种被称为“发光以太”的物质充斥着。这种神秘的东西从未被在地球上任何一个实验室里看到过，它被认为能够用来解释一个天体的引力是如何对另一个产生作用的。
虽然到19世纪末，“发光以太”也像无数其他的科学误解一样退出了历史舞台，但今天，另一种神秘的物质令天文学家们着迷，而它并没有随时间的推移而消失。
科学家们为何如此肯定暗物质的存在呢？
通过对星球及星云运动方式的观察以及在这方面长达几十年的不断研究，科学家认为，如果星球和气体云只是受到星云中所能看见物质的引力作用的话，那么它们旋转的速度就显得过快了。而星系群也有同样的情况，单个星系的运动无法通过目前天文学所能看到的物质的引力来解释。
因此，天文学家推论认为，星云被一个由不同于以往的不可见物质组成的巨大的晕圈所包裹着。虽然人们无法看到这种所谓的暗物质，因为它不具有放射性能量，但它却有质量，这使得它能够提供支撑星云及星云群所需的所有额外引力。现在，即便是在宇宙哲学中它也是一个非常奇怪的命题。
天文学家并不能直接看到暗物质，但他们能通过观察星系群的引力透镜效果发现暗物质的作用。事实上，天文学家认为宇宙中存在着大量的暗物质，其数量与普通物质的比例可能为10∶1，远远超过普通物质的数量。大约65年前，科学家第一次发现了暗物质存在的证据。当时，弗里兹·扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上，否则星系团根本无法束缚住这些星系。之后几十年的观测分析证实了这一点。尽管人们对暗物质的性质仍然一无所知，但是到了20世纪80年代，存在占宇宙能量密度大约20％的暗物质这一说法已被广为接受了。
如果暗物质能够被看到的话，那么大多数星云，包括我们所在的银河系要比现在在望远镜中所看到的大10倍，所有大家熟悉的恒星、星云、行星以及尘埃气体云只不过是很小的一部分了。
暗物质的存在是如此普遍又被证实是非常难以琢磨的。一部分原因是因为暗物质极少与普通的物质发生作用。
到目前为止，科学家对暗物质的探求努力仍无法进行。现在，只能在理论中推测它们可能的样子，而它们很可能与某种（或者几种）亚原子微粒非常相似。
暗物质存在与否，虽然已经得到初步证实。但暗物质由什么样的物质所组成？它们是什么样的粒子或是场，或是二者的统一体？仍然需要进一步的研究。
宇宙论的理论认为，暗物质可能有两种形态，一种称为热暗物质，即在宇宙形成物质世界时期，暗物质的候选者仍然保持其相对论性粒子状态；另一种称为冷暗物质，即在宇宙形成物质世界时期，暗物质的候选者已经是非相对论性的粒子。这两者将在宇宙演化过程中起着不同的作用，但都不能没有。
如何探索、寻找和研究已被天文观测所证实的暗物质呢？这是21世纪科学面临的又一难题。
宇宙中的暗能量之谜
暗能量，一个无人知晓的神秘力量，正是它使得宇宙以越来越快的速度向各方飞散。
越来越多的天文学家认为暗能量是真实存在的。然而，人们却不能够解释它。1998年，两个天文学家小组对大量远距离星云中的爆炸恒星，或称超新星进行了调查。研究者发现，这些超新星比此前所认为的要暗，这也就意味着它们的距离比此前所认为的要远。天文学家意识到，唯一能够解释这种现象的原因就是宇宙膨胀的速度在过去的某个时间加快了。
此前，天文学家普遍认为由于各个星云之间的相互引力作用，宇宙膨胀会逐渐减缓，但是，这次超新星的观察结果却显示有某种神秘的力量在与引力抗衡，使星云以更快的速度分散开去。
这是个令人吃惊的发现。当研究人员将各种可能性排除之后，暗能量的假设也由此建立起来。
暗能量是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量。宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量来推动的。暗能量之所以具有如此大的力量，是因为它在宇宙的结构中约占73％，占绝对统治地位。
有两大主要证据支持暗能量的存在。
一是对遥远的超新星所进行的大量观测表明，宇宙在加速膨胀。按照爱因斯坦引力场方程，加速膨胀的现象推论出宇宙中存在着压强为负的“暗能量”。
二是近年对微波背景辐射的研究精确地测量出宇宙中物质的总密度。我们知道，所有的普通物质与暗物质加起来大约只占其1／3左右，所以仍有约2／3的未知成分。这一未知成分称为暗能量，其基本特征是具有负压，在宇宙空间中均匀分布或完全不结团。
数据显示，暗能量在宇宙中占总物质的73％。值得注意的是，对于通常的能量（辐射）、重子和冷暗物质，压强都是非负的，所以必定存在着一种未知的负压物质主导今天的宇宙。
科学家还发现，宇宙运动是旋涡形的，所以，暗能量总是以一种旋涡运动的形式出现。在暗能量的旋转范围内形成一种旋涡场，我们称之为暗能量旋涡场，简称为旋涡场。我们用En表示太阳系的暗能量，用Ep表示物质绕太阳系中心运动的总动能。当En＝Ep时，太阳系旋涡场处于平衡状态，它既不会膨胀也不会收缩。但当En后退时，太阳系旋涡场就会收缩，太阳系中所有的行星就会向太阳靠近。
