科学家能够提出地球外有生命，甚至推测存在着比我们更聪明的外星人，是很了不起的。因为有些人会用地球上生命形成与存在的传统理论来衡量外星球，忘却了他们之间在地理条件和自然环境上的不同。
科学家希柯勒教授在实验室里创造了一种与地球环境截然不同的木星环境，在这样的环境条件下成功地培养了细菌与螨类，从而证明生命并不是地球的“专利品”。我们地球上的所有生物也不是按照同一个模式生活的。氧是生物进行新陈代谢的重要条件，但是有一种厌氧细菌，就不需要氧，有了一定的氧反而会中毒死亡。高温可以消毒，会使生命死亡，但海底有一种栖息在140益条件下的细菌，温度不高反而会死亡。据估计，地球上不遵守生命理论而存在的生物有好几千种，只是我们没有全部发现而已。
有些人妄断地球的环境是完美无缺的，什么只有一个大气压，温度、湿度正常……这些目标是地球人自定的。事实上，地球上的各种生命不一定都生活在“自由王国”之中，它们必须受到各种限制。我们不应该以地球上生命存在的条件去硬套外星球，各个星球有自己的具体条件。如果表面温度为15~—150益的火星上存在着火星人，他们也许会认为在地球这种温度条件下根本无法存在地球人。
于是，在生理理论的研究领域中，行星生物学应运而生了。它主要研究地外各种行星的自然条件是否存在适宜于这些环境条件的生物，地球生物是否可以移居到地外星上去，以及发现行星生物的新方法。因为生物往往具有一种隐蔽的本能，即使存在也不一定能轻易被发现。例如，地球空间中存在着许多微生物，但又有谁能用眼睛去发现它们呢？目前，对火星、金星、木星等的探查工作刚刚开始，断言这些星球上不存在任何生命，似乎为时过早。
随着人类对自然认识的深化及当代科学技术的飞速发展，人们提出在地球以外的星体上存在生命甚至高级文明社会的问题不足为怪。科学家们被好奇心所驱使，极力想探索出个究竟来，于是在20多年前就产生了寻找“地外文明”
的科学探讨方向。
在地球以外广大的宇宙中是否有智慧生命的问题上，科学家们分成了两大派。一派说，既然我们人类居住的地球是个最普通的行星，那么有智慧的生命就应当广泛地存在和传播于宇宙中。另一派却说，尽管生命可能在宇宙中广为存在和传播，但能使单细胞有机体转变成人的进化过程所需的特定环境出现的可能性是极小的，因此在地球外存在的智慧生命就不大可能了。就科学的发展来看，这样的争论是正常的、有益的，而且会推动对“地外文明”的探索。
外星人的传闻日益增多，不管男女老幼，对此都很感兴趣。除了我们地球的人类之外，其他天体上到底有无类似人的生命？这个问题已成为当代科学的第一大谜。
宇宙收缩抑或膨胀之谜
宇宙是什么？应该怎样解释宇宙。《汉语词典》上对宇宙的解释是这样的：
“四方上下为宇，古往今来为宙。”简单来说，宇宙就是空间和时间的总称。
宇宙是怎样演化的呢？
中国古代有盘古开天辟地的传说，西方对宇宙来源的解释是依据《圣经》上的记载：“一代消逝了，另外一代降临了，但地球是永恒的……过去是什么，将来还是什么；过去被做成什么样，将来还是什么样，世界上没有任何新的东西。”这种思想在西方比较普遍。连伟大的物理学家爱因斯坦都深受此思想的影响。爱因斯坦在发表广义相对论之后，与他同一时期的荷兰物理学家德西特把它应用到了宇宙上。研究结果表明，根据相对论理论，宇宙是动荡不止的，要么膨胀，要么收缩。为此，爱因斯坦修改了自己的理论，使“宇宙重新静止下来”。这是科学史上的一个失误，后来爱因斯坦曾遗憾地说：“这是我一生中犯下的不可饶恕的错误。”
这之后，俄国的科学家对爱因斯坦的理论作了某些修正，他们的计算结果表明，宇宙可能周期性地处于收缩和膨胀之中，它也可能无限制地膨胀下去。
接着，美国天文学家哈勃利用大倍率的天文望远镜发现宇宙确实是膨胀着的。
美国天文学家斯莱弗（1875~1969年）通过仪器也探测到我们太空中多数星系中显示着明显的“红移”现象。这意味着它们是背向地球运动的。由于每一颗恒星都向外发出光波，如果恒星朝着我们运动，它的光被恒星或星系的原子吸收的地方会出现黑色的线条，因而看上去显得比较蓝。随着这颗恒星离开我们越来越远，这些线条就会始终向着红光的方向偏移，从视觉上看它发出的光会变红，这就是天文学家所说的“红移”现象。越遥远的星系的发光具有越大的红移，表明这个星系离开地球的速度就越快。
据科学家考察，最遥远的星系正以每秒几千米的速度向外运动。
那么，宇宙会不会永久地膨胀下去呢？这种膨胀是由什么引起的？为此人们进行了大量的观测与研究。
根据最新的观测资料，科学家发现，宇宙的膨胀速度正在渐趋减小。那么这又是由什么原因引起的呢？这种膨胀速度会不会最终停止下来，而导致宇宙开始收缩，并回归宇宙大爆炸之初的状态呢？
或者在经历强烈的收缩之后，产生一次新的大爆炸，产生一个新的宇宙呢？
当然，要使宇宙终止膨胀，就需要一定量的引力。能否达到这个量，取决于宇宙物质的平均密度能否达到一个量，这个量就是临界密度。但是，如果宇宙存在大量的“暗物质”，那么它的平均密度就难测定了。
宇宙年龄的测定也是宇宙膨胀与否的一个指标，但宇宙年龄的测定难度也很大。
宇宙究竟是继续膨胀着，还是将要收缩呢？在我们现在的宇宙产生之前，是否就曾有过这样膨胀、收缩的循环过程呢？目前还没有足够的理论来说明这个问题。
宇宙膨胀的速度降低了吗
美国加利福尼亚劳伦斯·贝克雷实验室的索尔·波姆特领导的一个研究小组以及澳大利亚蒙特斯特罗姆气象台的布莱恩·斯奇米德特领导的另外一个研究小组近日同时指出，宇宙的扩张正在日益加剧，其动力来源于某种不明力量。这一结论推翻了此前有关自大爆炸以来，宇宙扩张的速度已变得越来越缓慢的传统理论。
研究人员称，目前宇宙里不同星系之间的距离较之此前人们想象的要远得多，以前被人们广为接受的理论，即宇宙扩张速度正在渐渐趋缓已开始受到越来越多天文学家的质疑。
上述美国研究小组的成员之一、美国卡纳吉气象台的温迪·弗里曼表示：
“有关不同星系间距离越来越远的现象将对天文学研究产生深远的影响，如果这一结论是正确的，那么它将对我们更好地理解有关宇宙到底是什么样以及它是如何发展到现在等问题具有革命性意义。”
上述研究结果认为，宇宙将永久性地扩张下去，其间，不同星系之间的距离将越来越远，直到每个星系都变成无限空间中的一座孤岛。此外，上述研究结果还对所谓的宇宙膨胀理论起到了支持作用，该理论认为宇宙在大爆炸之后极短的时间内（可能只有一秒钟的几分之一）经历了巨大的变化，呈显著扩张之势。
澳大利亚研究小组的成员之一亚历山大·菲利普科表示：
“宇宙扩张的速度非常快，某种力量在最初一段时间一直对宇宙的扩张起推动作用，后来这种力量渐渐消失，但宇宙却仍然继续扩张，这种过程已经持续了数十亿年。因此，我们认为宇宙还将继续扩张下去，即使速度没有大爆炸之后那么快，也不会呈日益减缓的趋势。”
宇宙深处的秘密——星云
当我们提到宇宙空间时，我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空。其实，这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的，但远不是真正的“真空”，而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等，人们把它们叫做“星际物质”。
星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实，星际气体主要由氢和氦两种元素构成，这跟恒星的成分是一样的。人们甚至猜想，恒星是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质，成分包括碳化合物、氧化物等。
星际物质在宇宙空间的分布并不均匀。在引力作用下，某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来，形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。按照形态，银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种。
弥漫星云正如它的名称一样，没有明显的边界，常常呈不规则形状。它们的直径在几十光年左右，密度平均为每立方厘米10~100个原子（事实上这比实验室里得到的真空要低得多）。它们主要分布在银道面（HOTKEY）附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。
行星状星云的样子有点像吐的烟圈，中心是空的，而且往往有一颗很亮的恒星。恒星不断向外抛射物质，形成星云。
可见，行星状星云是恒星晚年演化的结果。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。
这些星云是宇宙中的重要组成部分，我们研究天体的时候，可千万不要忽略了它们的存在啊。
宇宙起源之一——大爆炸说
宇宙有没有起源？如果有，它来自哪里呢？
早在1927年，比利时天文学家勒梅特就指出，宇宙在早期应该处于非常稠密的状态。1932年，勒梅特进一步提出，宇宙起源于被称为“原始火球”的爆炸。
1948年，美国科学家伽莫夫、阿尔弗、赫尔曼提出了“热大爆炸宇宙学”，伽莫夫等人建立这一理论的最初目的是为了说明宇宙中元素的起源，因此他们将宇宙膨胀和元素形成相互联系起来，提出了元素的大爆炸形成理论。
按照这一理论，宇宙大爆炸初期生成的氦丰度为30%，而由恒星内部核合成的氦丰度仅为3%~5%，其余的氦丰度只能来自宇宙大爆炸的核合成，从而证实了大爆炸宇宙学的科学性。
该理论认为，宇宙膨胀是按“绝热”的方式进行的，宇宙是从热到冷逐渐演变的。
在宇宙形成的早期，辐射和物质的密度都很高，光子经过很短的路程就会被物质吸收或散射，然后物质再发射出光子，辐射和物质频繁地相互作用。当宇宙温度下降到大约3000K时，质子与电子便结合成氢原子，对辐射的连续吸收大大减少，物质跟辐射之间的相互作用已经微乎其微了，宇宙对辐射变得透明，光子可以在空间自由地穿行。宇宙的热辐射主要是可见光和红外线。
时至今日，宇宙膨胀带来的迁移，使温度为3000K的宇宙辐射的最大强度移到微波波段，称为宇宙微波背景辐射。阿尔弗等人计算出与微波背景辐射相对应的温度为5K左右。
1965年，美国科学家彭齐亚斯和威尔逊在7.35厘米的波长上接收到了来自各方向的宇宙的微波噪声，噪声的信号强度等效于温度为3.5K的黑体辐射。
微波背景辐射的发现，有力地支持了热爆炸宇宙模型。因此，大爆炸宇宙学得到了大多数科学家的认同。
宇宙相对论是什么
爱因斯坦创立的理论，主要内容是依据一个变换与两个公设。一个变换是洛伦兹变换（不同惯性系之间的变换必须是Lorentz变换）。两个公设是相对性原理（就是物理定律在一切惯性系中都相同）与光速不变原理（光在真空中总有确定速度，与观察者或光源的运动无关）。
从而有四个推论（运动的尺变短，运动的钟变慢，光子的静质量为零，物质不可能超过光速）和三个关系式（速度合成公式，质量速度公式，质能关系式）。
广义相对论：爱因斯坦创立的理论，广义相对论解释了引力作用和加速度作用没有差别的原因，还解释了引力是如何和时空弯曲联系起来的。利用数学，爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其他事物，即使是光线，改变路径。广义相对论指出，时空曲率将产生引力。当光线经过一些大质量的天体时，它的路线是弯曲的，这源于它沿着大质量物体所形成的时空曲率。因为黑洞是极大的质量的浓缩，它周围的时空非常弯曲，即使是光线也无法逃逸。广义相对论是狭义相对论的进一步发展，它建立了对一切参考系皆取相同形式的物理定律，且将引力同时空的几何性质联系起来，从而将物质、引力场和时空结合为一体，是一种发展了的引力理论。
简单地说，一个是速度与时空，一个是质量与时空。
暗能量的力量
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的斥力和万有引力来推动的。之所以暗能量具有如此大的力量，是因为它在宇宙的结构中约占73%，占绝对统治地位。暗能量是近年宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。支持暗能量的主要证据有两个，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和加速膨胀现象推论出宇宙中存在着压强为负的“暗能量”。另一个证据来自于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。至今科学家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的短缺。
这一短缺的物质称为暗能量，其基本特征是具有负压，在宇宙空间中几乎均匀分布或完全不结团。最近WMAP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当今的宇宙。
宇宙是几维空间
神秘的宇宙和人类的经验世界如此不同，我们所能感受的三维世界也许只是宇宙中多维空间的一个小岛。近日，东京大学上演了一场爆棚演讲。主讲人哈佛大学理论物理学教授丽萨·兰道尔的到场，让所有听众激动起来——不仅因为她的美貌，更因为她给人们呈现了一个超乎想象的多维世界。
第五维空间在哪里哈佛大学理论物理学教授丽萨·兰道尔，是近年来理论物理学界的佼佼者。
1999年，她和同事拉曼·桑卓姆发表了轰动一时的两篇论文，至今，这两篇论文的引用率在理论物理学界仍排名第一。根据论文建立的模型，她假设了宇宙中存在着超越我们所处的四维（长、宽、高组成的三维空间+时间）时空之外的第五维或更多维的宇宙空间。这一理论也恰好解释了，困扰科学界多年的引力相比其他3个基本力羸弱不堪的原因。