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宇宙是由空间、时间、物质和能量，所构成的统一体。是一切空间和
时间的总合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统，包括其
间的所有物质、能量和事件。对于这一体系的整体解释构成了宇宙论。
近数世纪以来，科学家根据现代物理学和天文学，建立了关于宇宙的
现代科学理论，称为物理宇宙学。
根据相对论，信息的传播速度有限，因此在某些情况下，例如在发生
宇宙膨胀的情况下，距离我们非常遥远的区域中我们将只能收到一小部分
区域的信息，其他部分的信息将永远无法传播到我们的区域。可以被我们
观测到的时空部分称为“可观测宇宙”、“可见宇宙”或“我们的宇宙”。应该强
调的是，这是由于时空本身的结构造成的，与我们所用的观测设备没有关
系。
宇宙大约是由4%的普通物质，23%的暗物质和73%的暗能量构成。
宇宙
宇宙
中文名：宇宙
外文名：universe
目前年龄：约138.2亿年
目前深度：1240亿光年
认知过程
华夏历史资料
《文子·自然》：往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。”《尸子》：“上
下四方曰宇，往古来今曰宙。”在这种观念之下，“宇”代表上下四方，即所
有的空间，“宙”代表古往今来，即所有的时间，“宇”：无限空间，“宙”：无
限时间。所以“宇宙”这个词有“所有的时间和空间”的意思。把“宇宙”的概念
与时间和空间联系在一起，体现了我国古代人民的独特智慧。
“宇宙”两字连用，最早出自《庄子》这本书，同时，《庄子》一书还
给出了一种更抽象的宇宙定义，他说：“出无本，入无窍。有实而无乎处，
有长而无乎本剽。有所出而无窍者有实。有实而无乎处者，宇也；有长而
无本剽者，宙也。”现代学者张京华将其译为：“有实体存在但并不固定静止
在某一位置不变叫做宇；有外在属性但并没有固定的度量可以衡量叫做
宙。”此种宇宙定义与时空无关，与现代宇宙观有相似之处。但长期未被人
们熟知。
众多的观点
远古时代，人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态，他们通常按
照自己的生活环境对宇宙的构造做出推测。在中国西周时期，生活在华夏
大地上的人们提出的早期盖天说认为，天穹像一口锅，倒扣在平坦的大地
上；后来又发展为后期盖天说，认为大地的形状也是拱形的。公元前7世
纪，巴比伦人认为，天和地都是拱形的，大地被海洋所环绕，而其中央则
是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子，大地
的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上，而象则
站在巨大的龟背上，公元前7世纪末，古希腊的泰勒斯认为，大地是浮在水
面上的巨大圆盘，上面笼罩着拱形的天穹。也有一些人认为，地球只是一
只龟上的一片甲板，而龟则是站在一个托着一个又一个的龟塔最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪，毕达哥拉斯从
美学观念出发，认为一切立体图形中最美的是球形，主张天体和我们所居
住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承，但直到
1519～1522年，葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后，
地球是球形的观念才最终被证实。
地心说、日心说和万有引力定律
公元2世纪，C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球
在宇宙的中央安然不动，月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以
不同速度绕着地球旋转。为了说明行星运动的不均匀性，他还认为行星在
本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲
流传了1000多年。1543年，N.哥白尼提出科学的日心说，认为太阳位于宇
宙中心，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转地普通行星。到16世纪哥白
尼建立日心说后才普遍认识到：地球是绕太阳公转的行星之一，而包括地
球在内的八大行星则构成了一个围绕太阳旋转的行星系──太阳系的主要成
员。1609年，J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转，发
展了哥白尼的日心说，同年，伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空，用
大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年，I.牛顿提出了万有引力定
律，深刻揭示了行星绕太
自然颜色下的土星
自然颜色下的土星
阳运动的力学原因，使日心说有了牢固的力学基础。在这以后，人们逐渐
建立起了科学的太阳系概念。
宇宙里不光只有银河系
在哥白尼的宇宙图像中，恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584
年，乔尔丹诺·布鲁诺大胆取消了这层恒星天，认为恒星都是遥远的太阳。
18世纪上半叶，由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离
的科学估计，布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶，T.赖
特、I.康德和J.H.朗伯推测说，布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天
体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法，用望远镜数出了
天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例，1785年首先获得了一
幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图，从而奠定了银河系概念
的基础。在此后一个半世纪中，H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、
J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂，以及许多人对银河系直径、厚度的
测定，科学的银河系概念才最终确立。
太阳
太阳
18世纪中叶，康德等人还提出，在整个宇宙中，存在着无数像我们的
天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能
正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程，直到1924
年，才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系
的存在。
河外星系离我们越来越远
近半个世纪，人们通过对河外星系的研究，不仅已发现了星系团、超
星系团等更高层次的天体系统，而且已使我们的视野扩展到远达大约140亿
光年的宇宙深处。
模型
理论基础
1911年，E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图；1913年，
伯特兰·阿瑟·威廉·罗素则绘出了恒星的光谱－光度图，即赫罗图。罗素在获
得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始，先收缩进入主序，后沿主序下
滑，最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年，亚瑟·斯坦利·爱丁顿提出
了恒星的质光关系；1937～1939年，C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能
源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素
银河系
银河系
理论被否定，并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研
究，起步较迟，它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。
1917年，A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静
态、有限、无界”的宇宙模型，奠定了现代宇宙学的基础。1922年，G.D.弗
里德曼发现，根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程，宇宙不一定是静态的，它
可以是膨胀的，也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙，后者对应于闭
合的宇宙。1927年，G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年哈勃发现
了星系红移与它的距离成正比，建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨
胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶，G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙
模型。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此，许多
人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年，美国的古斯在热大爆炸
宇宙模型的基础上又进一步提出了大爆炸前期暴涨宇宙模型。
星空图景
当代天文学的研究成果表明，宇宙是有层次结构的、像布一样的、不
断膨胀、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。
层次结构行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八颗行星：水星金
星地球火星木星土星天王星海王星。除水星和金星外，其他行
蜘蛛星云
蜘蛛星云
星都有卫星绕其运转，地球有一个卫星月球，土星的卫星最多，已确认的
有28颗。行星小行星彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转，构成太阳
系。太阳占太阳系总质量的99.86%，其直径约140万千米，最大的行星木
星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米（以冥王星作边界）。有
证据表明，太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星
际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物
质集中在一个扁球状的空间内，从侧面看很像一个“铁饼”，正面看去则呈旋
涡状。银河系的直径约10万光年，太阳位于银河系的一个旋臂中，距银心
约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统，称为河外星系，常简称星
系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团，叫星系
团。平均而言，每个星系团约有百余个星系，直径达上千万光年。现已发
现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星
系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系
团。超星系团往往具有扁长的外形，其长径可达数亿光年。通常超星系团
内只含有几个星系团，只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和
其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。
麦哲伦星云&amp
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宇宙历史
宇宙历史
据媒体报道，美国有线新闻网（CNN）科学空间频道在2012年度评选
出最壮观的行星、卫星、星系以及星云照片，这些都是令人惊叹的宇宙空
间照片，其中包括猎户座星云、土星的神秘而漂亮的环结构，还有地球北
极地区美丽的极光或者火星上的沙尘暴天气等。图中显示的猎户座星云图
像，由阿塔卡玛探索者实验望远镜在亚毫米波长上所拍摄，显示了这片恒
星形成区中正在形成新的恒星。
起源与结局
宇宙的不断膨胀
一般认为，宇宙产生于140亿年前一次大爆炸中。大爆炸后30亿年，
最初的物质涟漪出现。大爆炸后20亿～30亿年，类星体逐渐形成。大爆炸
后90亿年，太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。
大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是
由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象
宇宙会因引力而不再膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会
产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。
大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争，爆炸产生的动力是一种
斥力，它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力，它会阻止天
体远离，甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关，因而大
爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀，还是最终会停止膨胀并反过来收缩变
小，这完全取决于宇宙中物质密度的大小。
理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密
度，宇宙就会一直膨胀下去，称为“开宇宙”；要是物质的平均密度大于临界
密度，膨胀过程迟早会停下来，并随之出现收缩，称为“闭宇宙”。
问题似乎变得很简单，但实则不然。理论计算得出的临界密度为
5×8^－30克/厘米3。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间
存在广袤的星系间空间，平均密度就只有2×10^－31克/厘米3，远远低于上
述临界密度。
然而，种种证据表明，宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质，
其数量可能远超过可见物质，这给平均密度的测定带来了很大的不确定因
素。因此，宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问
题。不过，就目前来看，开宇宙的可能性大一些，因为宇宙中还有更多的
暗能量。
恒星演化到晚期，会把一部分物质（气体）抛入星际