飞上蓝天，邀游太空，是人类千百年来的梦想。蓝天白云，繁星皓月，从古至今一直被人类所思考和探究。青藏高原从海底到世界屋脊的变迁，厄尔尼诺现象对人类什么危害，温室效应与全球气候变暖。……这一系列的现象，更值得我们去探索。
认识地球的结构
大家都知道。地球是个圆圆的球体，上面遍布着高山、陆地和各种动植物。目前，人们对地球外部的状况已经有了相当程度的了解，但地球内部又是什么样子呢？囿于技术条件的限制，人们对于地球内部还知之甚少，但也有些初步的成果。
早在18世纪，人们就知道了地球的平均密度为5.52克／厘米。而地球表面岩石的平均密度是2.67克／厘米3次方，两者相差1倍多。这说明地球内部一定存在着某种重物质，但究竟是什么样的物质人们还没有办法测量出来。
19世纪中期以后，地震仪的发明成为人类探测地球内部奥秘所迈出的重要一步。
所谓地震仪就是预测地震的仪器。
地球物理学家使用地震仪后，经过测量发现，每当发生强烈的地震时受到巨大冲击的地下岩石会产生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波就是地震波。地震波分为纵波（P波）和横波（S波）。纵波可以通过固体液体和气体传播，传播速度较快；横波只能通过固体传“古登堡面”。这样地球内部以莫霍面和古登堡面为界，由外而内分为地壳、地幔和地核三个圈层。
宇宙的组成
字宙之浩瀚与神奇，令人惊叹和神往。但关于宇宙的组成成分，是经过科学家精密计算和科学的分析后才得出的。宇宙大爆炸后最初三分钟所生成的元素应该是77％的氢、23％的氦和O，0000001％的锂。而现在的宇宙物质成分的比例是：重子物质（质子、中子以及由它们构成的原子等）占宇宙质量的4％，暗物质占宇宙质量的23％，其余73％是暗能量。也就是说，宇宙中的主导成分是一种神秘的黑色“暗”能量。
暗物质（包括暗能量）被认为是宇宙研究中最具挑战性的谜题，它代表了宇宙中90％以上的物质含量，而我们可见的世界连宇宙物质的10％都占不到。
宇宙物质的形式
宇宙物质的形式可能有三种；冷暗物质热暗物质和重子物质。
宇宙“黑势力”——暗物质
在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。它是宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6倍，在宇宙能量密度中占了1／4。根据科学家的计算，暗物质在宇宙中的比重不超过99％。超过这个数目，物质就会朝着相反的方向发展宇宙就会发生塌缩，这就是“大紧缩”。如果没有紧缩的过程，宇宙将会永远膨胀下去。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等手段来进行观测。
现在人们从宇宙中观察到的所有物质，包括色彩绚丽的星云、行星、矮星、黑洞系和各种发光物统称为重子型物质。也指人们在地球上所见到的普通物质或者是它的不同变态，而且只占其中一小部分，定量地看大概只占整个宇宙的4％。
引力透镜效应
根据爱因斯坦广义相对论，一个恒星或星系发出的光，经过另一个引力强大的天体时，光线会发生弯曲。如果从这两个天体很远的正前方看去，在中间那个天体的周围，有日全食一样的光环，或形成后面那个天体的两个甚至四个影像。在这里，中间那个引力强大的天体，正是起着透镜的效应，被称为“引力透镜效应”。天体的引力越大经过它的光线弯曲得越厉害，引力透镜效应也就越大。
引力波
引力波也称重力波，早在1916年爱因斯坦在提出广义相对论时就预言了引力波的存在。但只有宇宙中体积极大，密度极高的物体，例如超新星塌缩的黑洞和中子星所释放出的引力波才能被探测到；某个超新星短暂地爆发出像数十亿个恒星组成的星系一样明亮的光芒，随后其碎片纷纷射向宇宙深处。
但它的影响远远不止这些超新星会令时空结构发生震颤，并波及到数百万光年以外的地方，这种现象被称为引力波。
宇宙射线
宇宙射线又称宇宙线，它是来自宇宙空间的高能粒子流。来源尚未弄清。地球大气层外的宇宙射线称初级宇宙射线主要是质子其次是а粒子及少数轻原子核，能量很高进入大气层后形成次级宇宙射线大部分是u子，还有一些电子和光子。前者穿透性强，称为硬性部分后者穿透力弱，称为软性部分。
宇宙的未来
字宙不但成分特殊，而且并非像看上去那样是静态的，宇宙其实是在动态地膨胀着。宇宙的最终命运将取决于两种相反力量之间“拔河比赛”的结果。一种力量是宇宙的膨胀，自从古老的大爆炸发生之后，宇宙一直处于膨胀之中，星系也随之不断远离；另一种力量是这些星系和宇宙中所有其他物质之间的万有引力，它就像制动器一样使宇宙扩张的速度逐渐放慢。
宇宙可能在一次大坍塌中自内塌缩，或者在另一种更加暴力的结局中被撕得粉碎，慢慢陷入黑暗也仍然是有可能的。
宇宙的演化
从某种程度上来说宇宙的演化有如烘葡萄干面包，随着面包不断胀大葡萄干的距离亦不断增加。假如你是其中一颗葡萄干上的蚂蚁你会看见所有葡萄干都离你越来越远，同时，离你越远的葡萄干，离开你的速度也越快。
“婴儿潮”阶段
美国宇航局哈勃。太空望远镜和钱德拉×射线望远镜观测得出的最新结果表明，在“大爆炸”后的10～15亿年间，伴随着星系规模的扩张恒星诞生的速率增长了约3倍。随后恒星继续以较高的速率诞生这段“生育高峰”期一直持续到距今约70亿年前。在宇宙年龄达到现有年龄约一半时，星系演化“婴儿潮”时期进入尾声，恒星诞生速率锐减90％左右。
宇宙真是大得难以想象，它的年龄也古老得难以想象科学家们计算出宇宙已经存活了上百亿年了。目前，天文学家借助最先进的仪器能观测到150亿光年处的宇宙空间，但这还远不是宇宙的边界。
宇宙的样子就像一个不断膨胀的大气球，众多的星系是气球上的斑斑点点，银河系就是其中之一。而推动宇宙膨胀的空气好像以太，它产生的运动效果叫时间。
而我们人类现在看到的只不过是沧海粟根本没有全现宇宙的能力。
太阳是太阳系的“一家之长”，太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转：银河系也有中心，它数以亿计的恒星也都绕着银河系的中心旋转。那么，宇宙理所应当地应该具有个中心，所有的星系都环绕着它不停地运动。然而答案又一次与常人的思维不一致宇宙是没有中心的。
如果宇宙膨胀无休止地继续下去那么太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白矮星，宇宙空间就会越来越寒冷和黑暗。可是假如万有引力足以使扩张最终停止，那么宇宙中的所有物质将重新开始聚集，星系也会碰撞并融为一体宇宙将又回复到它最初的状态宇宙的形状宇宙没有开始，没有结束，没有边界，更没有诞生与毁灭，只有一个个阶段的结束与开始。封闭的宇宙就好像球体的表面，大小有限但无边。开放的宇宙是无限大的，而它的几何特性和双曲面相似。
宇宙的质量密度决定了宇宙的命运。始自大爆炸的宇宙将面临三种不同的命运，质量密度大过某一称为临界密度的数值，引力便足以使宇宙停止膨胀，并令它重新收缩这称为封闭的宇宙；如果质量密度比临界值小，宇宙便会无休止地膨胀，称为开放的宇宙；如果密度和临界值一样，便会得出一个平坦而开放的宇宙，它也会永远膨胀下去，膨胀速度不断减慢，但永远不会达到静止。
发现宇宙
我们现在说的“宇宙”，指的是人类目前所能观测到的最大的天体系统，也叫“可观测宇宙”，天文学中把它叫做“总星系”。总星系包括银河系和河外星系，恒星、星云、行星、卫星、慧星等都包括在总星系内。
随着天文学的发展，天文学家能观测到的离我们最远的星系是150亿光年。
也就是说，如果有一束光以每秒钟30万千米的速度从这个星系发出题需要经过150亿光年才能到达地球。这150亿光年的距离就是我们目前所知道的宇宙的范围。目前科学家们发现的星系有10亿个以上，而每个星系又包含有几百到几万亿像太阳这样的恒星。地球和太阳系相比就如同沧海一粟，可想而知地球在如此浩瀚的宇宙中甚至可以忽略不计宇宙到底有多大，是有限的还是无限的，现在还不能确定。解决这个难题还需要航天技术的不断进步和天文学家的努力。
关于宇宙的产生有很多种说法很多科学家都认为宇宙是在一次大爆炸后产生的，这就是由美国科学家加莫夫和弗里德曼于1946年提出的“宇宙大爆炸”理论，这种假说认为，大约在200亿年以前，宇宙是个滚烫滚烫的大火球，所有的物质都高度集中在一点，大火球温度高到一定程度后便发生了大爆炸。大爆炸后，一些构成宇宙的物质开始向外飞散。又经过了很长很长的时间，这些物质手拉手抱在一起相互结合形成了星系和各种天体；另一部分物质受到强大的引力作用，形成了星际物质；科学家们还发现，宇宙产生后并没有停下不动。美国天文学家哈勃经过研究后认为宇宙还在不断地膨胀科学家们预测，宇宙最终也会灭亡。
有些天文学家不同意“大爆炸产生宇宙”的观点，他们提出了“宇宙永恒”、“宇宙层次”等说法，当然，所有这些假说都要靠科技的发展和实践的深入去验证美国天文学家哈勃在1929年对24个星系进行了观测和分析后发现这些星系都在远离地球，即天文学中所说的“退行”。他还发现距离越远的星系退行速度就越快，这表明宇宙在不断膨胀。这一发现被科学家们命名为“哈勃定理”。
宇宙从诞生到现在一直在膨胀，那么这种膨胀的速度是怎样的？科学家们研究发现，由于宇宙的物质之间存在万有引力，而万有引力会努力地把物质往一块拉，所以宇宙的膨胀速度在渐渐变慢。
天文学家对万有引力的大小理解不一样，对宇宙膨胀的未来看法也就不相同。有些天文学家认为，宇宙中的物质密度很小所以互相的引力很弱，宇宙有膨胀会一直持续下去。另一些科学家则认为宇宙中的引力十分大，宇宙的膨胀速度会越变越慢，直到停止，然后宇宙就开始收缩，越缩越小。
太空中为什么又冷又黑
太空既冰冷又黑暗在这个接近真空的空间里，到处都是对人类有害的辐射和宇宙射线所以我们绝对不能用“生机盎然”来形容太空。
太空中，特别是远离恒星的地方十分寒冷。太空中最冷的地方的温度大约是零下270摄氏度，比北极和南极的温度低多了。这是一种让人无法想象的严寒。
从地面看天空是明亮的，而太空实际却是黑暗的。这是什么原因呢？我们看到天空很明亮是因为地球周围有大气层大气层把光线都反射到了地球上。而宇宙中没有大气层所以宇航员看到的太空是黑色的。在黑暗的太空中只有颗颗恒星发着光。
什么是星体
要更好地了解太空就必须知道什么叫星体。
这还要从宇宙大爆炸说起大爆炸后宇宙瞬间充满了大量炫目的炽热的电子，氢离子以及氧离子。这些粒子具有非常大的能量，不能结合为中性的原子。经过38万年冷却后，宇宙中的这些电子和离子才重新结合。宇宙初期一些原子和分子互相碰撞聚结为第一批星体。这些星体发出的辐射又开始剥离周围原子的电子，这一时期又被称为“再度电离”的时期。关于这一时期由于理论和证据都不足，因此在一些方面还存在着争论和矛盾但一般认为宇宙大爆炸后产生了第一批星体之后在漫长的岁月中，有更多的星体逐渐形成。
宇宙星体包括暗物质恒星行星、卫星、彗星、流星体、陨星、小行星、星团、星系、星际物质等。星体在大小、质量、光度、温度等方面存在着很大差异。
太阳系
太阳系指由太阳及其行星组成的天体系统，还包括行星的卫星、数以百万计由石块构成的小行星和流星体，由尘埃和气体冻结而成的彗星以及行星际物质。太阳是太阳系的中心。
太阳系的位置
太阳位于太阳系的中心位置，而太阳系所在的银河系是一个有着约1400亿颗恒星的巨大恒星集团，太阳只不过是这众多恒星当中的一颗极其普通的恒星。太阳系不在银河系的中心，而在银河系圆盘边缘到外缘约一半距离的地方。
太阳系的成员
太阳系中有许多围绕太阳旋转的天体，这些天体被称为“行星”。大多数行星都有围绕自己运转的卫星它们共同构成了太阳系大家族的一部分，和行星一样，其他天体也绕日公转，如小行星、彗星。整个太阳系中的行星、卫星、小行星以及彗星都是因太阳的巨大引力而聚在一起的。
太阳系的形成
现在普遍认为，大约5千年前太阳系还只是一团缓慢旋转的气体云。由于引力作用气体云开始收缩，致密的核心便成了原始太阳，原始太阳周围旋转的气体和尘埃形成一个薄盘。随着时间的推移薄盘逐渐分裂为大量的物质团块。这些物质团块的一部分慢慢地凝结成为小行星和彗星，另一部分则通过碰撞合并形成了现在的大行星及其卫星。
太阳系的运动
太阳系时刻处于快速运动之中，它很像一架庞大的机械：太阳居于中心作着自转运动，各大行星在各自的轨道上自转，同时它们还要绕着太阳公转小行星、彗星、石块等在太阳系中穿行运转。太阳的引力很大，能保证太阳系中所有的行星在各自的轨道上运动。
地球
地球是太阳系中的行星之一，按离太阳由近及远的次序排列为第三，位于金星和火星之间，月球是它唯一的天然卫星。地球的年龄大约为46亿年，它是人类的家园，也是迄今为止宇宙中人们所知的唯一有生命存在的星球。
正因为如此，地球上面的河流湖泊，平原山地，以及各种生命的活动尤其是人类的存在，给地球本身带来了巨大的变化。了解地球是我们人类了解宇宙世界的基础。
在太空中看去，地球就像是一颗蓝宝石，这是因为地球表面覆盖着广阔的海洋。地球的表面温度介于0～100℃之间，因此，水分子能够以液体的状态存在于地表，使地球成为了一颗蓝色行星。
生命迹象
在太空中看，地球是唯一具有强烈生命迹象的行星。这些生命迹象包括：随季节转换而呈现出不同变化的植物，大气中的氧含量变化，人为的无线电讯号以及夜晚的灯光等等。但是，关于地球生命的起源问题至今仍是一个未解之谜。
地球表面的冰