广阔的宇宙天边无际，繁星闪烁，数不胜数。炎炎的夏日夜晚，在我们休憩乘凉之余，当我们把目光投向浩渺无垠的宇宙太空时，看看天幕上缀满了闪闪发光的繁星。我们不禁要问，这些向我们眨眼睛的繁星，到底是什么样的天体呢？它们究竟离我们有多远呢？
其实，这些会向我们眨眼睛的繁星，就是我们常说的恒星。在望远镜中，恒星只是个明亮的光点，就像我们用肉眼所看到的一样，只是更明亮一些。比恒星有趣得多但通常也更难观测的太空天体还有星云、星团和星系。用中等的天文望远镜，我们就可以看到成千上百的像幽灵一般令人难以琢磨的光晕。
一般来说，这些太空天体，都不能够用肉眼见到—能用肉眼或双筒望远镜见到的，只是其中极少的一部分。
望远镜对太空天体所起的作用，与对月球、行星和地面风景所起的作用完全不同。对后者来说，它的主要作用是放大遥远的景致。而对于太空天体，望远镜的主要作用，是为你不敏感的眼睛，收集更多的光线。看不到深空天体的主要原因，不是因为它们太小，而是因为它们太暗。
因此，太空天体观测，拥有其独特的技巧。所有的技巧，都是为了帮助眼睛看到几乎完全黑暗的东西。
影响太空天体观测的一个最重要的因素，就是光污染。在所有我们能列出的天体中，光污染对暗淡的面状天体影响最大。黑暗天空的影响程度，甚至超过了望远镜口径对观测的影响。一架小望远镜，在农村可以看到的暗星云和星系数目，比城市中的大望远镜看到的要多许多。这是因为，城市的空气污染比农村的要严重得多。
有人说，即使住在光污染严重的地区，你仍然可以透过天光看到太空天体，从而得到快乐。要记住，不要因为看似平庸的结果，而责备你自己或是你的望远镜。但更好的选择是，记得把你的望远镜带到乡下别墅里去观测，效果会更好。
太空天体，主要有星团、星云、类星体等。当然这些还可以再细分，如疏散星团、球状星团、弥漫星云、亮星云等。
星星的名字是怎么来的？
为了起名的方便，为了易于认识天体的位置及观测天象的变化，古人便把天空中位置邻近的一群星星分组在一起，从而把天空划分成许多区域。这些区域，就是各种各样的“星座”。在国际通用的88个星座中，大约有一半是以动物命名的，有1/4是以希腊神话中的人物命名的，剩下的1/4则是以仪器和用具为名。星星的名字，可以说是千奇百怪，各具特色。
1.镶嵌在天幕上的眼睛—星系
其一，星系是什么？
恒星系，或称星系，是宇宙中庞大的星星的“岛屿”，它也是宇宙中最大、最美丽的天体系统之一。到目前为止，人们已在宇宙中观测到了约一千亿个星系。在它们当中，有的离我们较近，可以清楚地观测到它们的结构；有的非常遥远，目前所知最远的星系，离我们有近两百亿光年的距离。
其二，星系是怎么演化的？
按照宇宙大爆炸理论，第一代星系大概形成于大爆炸发生后十亿年。在宇宙诞生的最初瞬间，有一次原始能量的爆发。随着宇宙的膨胀和冷却，引力开始发挥作用，然后幼年宇宙进入一个称为“暴涨”的短暂阶段。原始能量分布中的微小涨落，随着宇宙的暴涨，也从微观尺度急剧放大，从而形成了一些“沟”，星系团就是沿着这些“沟”形成的。哈勃太空望远镜拍摄的遥远的年轻星系照片，其中包含有正在形成中的星系团（原星系）。
随着暴涨的转瞬即逝，宇宙又恢复到通常的膨胀速率。在宇宙诞生后的第一秒钟，随着宇宙的持续膨胀冷却，在能量较为“稠密”的区域，大量质子、中子和电子，从背景能量中凝聚出来。100秒后，中子开始结合成氦原子核。在不到两分钟的时间内，构成自然界的所有原子的成分，就都产生出来了。大约再经过30万年，宇宙就已冷却到氢原子核和氦原子核足以俘获电子，而形成原子了。这些原子在引力作用下，缓慢地聚集成巨大的纤维状的云。不久，星系就在其中形成了。大爆炸发生过后10亿年，氢云和氦云开始在引力作用下集结成团。随着云团的成长，初生的星系即原星系开始形成。那时的宇宙较小，各个原星系之间靠得比较近，因此相互作用很强。于是，在较稀薄较大的云中，凝聚出一些较小的云，而其余部分则被邻近的云所吞并。
同时，原星系由于氢和氦的不断落入而逐渐增大。原星系的质量变得越大，它们吸引的气体也就越多。一个个云团各自的运动，加上它们之间的相互作用，最终使得原星系开始缓慢自转。这些云团在引力的作用下，进一步坍缩，一些自转较快的云团形成了盘状，其余的大致成为椭球形。这些原始的星系，在获得了足够的物质后，便在其中开始形成恒星。这时的宇宙面貌，与今天已经差不多了。星系成群地聚集在一起，就像我们地球上海洋中的群岛一样，镶嵌在宇宙空间浩瀚的气体云中。这样的星系团和星系际气体，伸展成纤维状的结构，长度可以达到数亿光年。如此大尺度的星系的群集，在广阔的空间，呈现为球形。
其三，星系的类别是如何划分的？
宇宙中，没有两个星系的形状是完全相同的，每一个星系都有自己独特的外貌。但是，由于星系都是在一个有限的条件范围内形成，因此它们有一些共同的特点，这使人们可以对它们进行大体的分类。在多种星系分类系统中，天文学家哈勃于1925年提出的分类系统，是应用得最广泛的一种。哈勃根据星系的形态，把它们分成三大类：椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。椭圆星系分为七种类型，该分类法只限于从地球上所见的星系外形，原因是很难确定椭圆星系在空间中的角度。旋涡星系分为两族，一族是中央有棒状结构的棒旋星系，用SB表示；另一种是无棒状结构的旋涡星系，用S表示。这两类星系，又分别被细分为三个次型，分别用下标a、b、c表示星系核的大小和旋臂缠绕的松紧程度。不规则星系没有一定的形状，而且含有更多的尘埃和气体，用Irr表示。另有一类用SO表示的透镜型星系，表示介于椭圆星系和旋涡星系之间的过渡阶段的星系。
宇宙中的大部分大星系，都是旋涡星系，其次是椭圆星系，不规则星系占的比重最小。旋涡星系自转得比较快，其盘面中含有大量尘埃和气体，这些物质聚集成能供恒星形成的区域。这些区域发育出含有许多蓝星的旋臂，所以盘面的颜色，看上去偏蓝。而在其棒状结构和中央核球上，稠密地分布着许多年老的恒星。与旋涡星系相比，椭圆星系自转得非常慢，其结构是均匀而对称的，没有旋臂，尘埃和气体也极少。造成这种局面的原因，是早在数十亿年前，恒星迅速形成时，就已经将椭圆星系中的所有尘埃和气体消耗完了。其结果是造成这些星系中无法诞生新的恒星，因此椭圆星系中包含的全都是老年恒星。
在宇宙中，约有十亿个星系的中心有一个超大质量的黑洞，这类星系被称为“活跃星系”。类星体也属于这类星系。
此外，还有一类个子矮小的“矮星系”。这类星系不像大型星系那样明亮，但其数量非常多。银河系附近有许多矮星系，其数量比其他所有类型星系之和都多。在邻近的星系团中，也已发现了大量的矮星系。其中一些形状规则，多半都含有星族Ⅱ的恒星。形状不规则的矮星系，一般含有明亮的蓝星。
星系的形状，一般在其诞生之时就已经确定了，此后一直都保持着相对稳定，除非发生了星系碰撞或邻近星系的引力干扰。
其四，四大星系的种类
（1）椭圆星系
椭圆星系，也叫做椭球星系，是河外星系的一种，呈圆球型或椭球型。它的中心区最亮，亮度向边缘递减，对距离较近的，用大型望远镜，可以分辨出外围的成员恒星。同一类型的河外星系，质量差别很大，有巨型和矮型之分。其中以椭圆星系的质量差别最大：质量最小的矮椭圆星系和球状星团相当；而质量最大的超巨型椭圆星系可能是宇宙中最大的恒星系统，质量范围约为太阳的千万倍到百万亿倍。椭圆星系的产能效率，远远低于旋涡星系。椭圆星系的直径范围，是1～150千秒差距。总光谱型为K型，是红巨星的光谱特征。颜色比旋涡星系红，说明年轻的成员星，没有旋涡星系里的多，由星族II天体组成，没有或仅有少量星际气体和星际尘埃。在椭圆星系中，没有典型的星族I天体蓝巨星。椭圆星系，根据哈勃分类，按其椭率大小分为E0、E1、E2、E3……E7共八个次型，E0型是圆星系，E7是最扁的椭圆星系。
（2）旋涡星系
具有旋涡结构的河外星系，称为旋涡星系。在哈勃的星系分类中，用S代表。螺旋星系的螺旋形状，最早是在1845年观测猎犬座星系M51时发现的。螺旋星系的中心区域为透镜状，周围围绕着扁平的圆盘。从隆起的核球两端，延伸出若干条螺线状旋臂，叠加在星系盘上。螺旋星系，可分为正常漩涡星系和棒旋星系两种。
（3）棒旋星系
棒旋星系是中心呈长棒形状的螺旋形星系。一般的螺旋形星系的中心是有圆核的，而棒旋形星系的中心是棒形状，棒的两边有旋形的臂，向外伸展。
（4）不规则星系
外形不规则没有明显的核和旋臂，没有盘状对称结构，或者看不出有旋转对称性的星系。在全天最亮星系中，不规则星系只占5%。
其五，河外星系
它们是与银河系类似的天体系统，距离都超出了银河系的范围，因此称它们为“河外星系”。仙女座星系，就是位于仙女座的一个河外星系。河外星系与银河系一样，也是由大量的恒星、星团、星云和星际物质组成的。目前我们观测到的星系，有10亿个之多。
17世纪，人们陆续发现了一些朦胧的天体，于是称它们为“星云”。有的星云是气体的，有的被认为像银河系一样，是由许许多多恒星组成的宇宙岛。由于距离地球太远，观测都分辨不清那些由大量恒星构成的朦胧天体。那么，它们有多远呢？它们是银河系内，还是银河系外的呢？
20世纪20年代，美国天文学家哈勃在仙女座大星云中发现了一种叫做“造父变星”的天体，从而计算出星云的距离，终于肯定它是银河系以外的天体系统，称它们为“河外星系”。
河外星系，简称为星系，是位于银河系之外、由几十亿至几千亿颗恒星、星云和星际物质组成的天体系统。目前已发现大约10亿个河外星系。银河系，也只是一个普通的星系。人们估计，河外星系的总数在千亿个以上，它们如同辽阔海洋中星罗棋布的岛屿，因此也被称为“宇宙岛”。
从河外星系的发现，可以反观我们的银河系。它仅仅是一个普通的星系，是千亿星系家族中的一员，是宇宙海洋中的一个小岛，也是无限宇宙中很小很小的一部分。
椭星系内的恒星在运动，星系本身也在自转，星系整体在空间同样在运动。星系的红移现象，就是在星系的光谱观测中，某一谱线向红端的位移。为什么有这种位移呢？这种位移现象说明了什么呢？根据物理学中的多普勒效应，红移表明被观测的天体，在空间视线方向上，正在远离我们而去。
星系在宇宙空间的总体分布，是各个方向都一样，近于均匀。但是从小尺度看，星系的分布又是不均匀的，它与恒星的分布一样，有成团集聚的倾向。大麦哲伦星系和小麦哲伦星系组成双重星系，它们又和银河系组成三重星系，加上仙女座大星系等，构成了本星系群。
对于庞大的天体系统来说，星系也是有形成、发展到衰亡的演化过程。星系从形态序列看，有椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。这种形态上的差别，是否代表它们演化阶段的不同呢？谁算年轻？谁算中年？谁算老年？现在仍未有结论，还处于探索之中。
目前，人们已发现10亿个河外星系。最著名的河外星系有：仙女座河外星系、猎犬座河外星系、大麦哲伦星系、小麦哲伦星系和室女座河外星系等。
其六，星系、星团、星云的区别
星系：在茫茫的宇宙海洋中，有着千姿百态的“岛屿”，星罗棋布，上面居住着无数颗恒星和各种天体，天文学上称之为星系。我们居住的地球，就在一个巨大的星系—银河系之中。在银河系之外的宇宙中，像银河这样的“太空巨岛”还有上亿个，它们统称为河外星系。
星团：在银河系众多的恒星中，除了以单个的形式或组成双星、聚星的形式出现外，也有以更多的星聚集在一起的。星数超过10颗以上，彼此具有一定联系的恒星集团，称为星团。使这些恒星团结在一起的是引力。星团的成员，多的可达几十万颗。它们又可以分成疏散星团和球状星团两类。银河系中，遍布着星团，只是不同的地方，星团的种类也不同。
星云：星云，是一种由星际空间的气体和尘埃组成的云雾状天体。星云中的物质密度，是非常低的。如果拿地球上的标准来衡量，有些地方几乎就是真空。但星云的体积非常庞大，往往方圆达几十光年。因此，一般星云比太阳还要重得多。星云的形状，千姿百态。有的星云形状很不规则，呈弥漫状，没有明确的边界，叫弥漫星云。有的星云，像一个圆盘，淡淡发光，很像一个大行星，所以称为行星状星云。
其七，NGC天体列表
星云和星团新总表（NGC），是业余天文学中最广为人知的太空天体目录之一。它包括了近8000个天体，这些天体被称为NGC天体。NGC是最全面的目录列表之一，它包括了所有类型的深空天体（并非只包括星系）。
该列表最初是在威廉·赫歇尔观测的基础上，于19世纪80年代制作而出。随后，它增加了两个目录列表的内容后，一下增加了将近5000个天体。位于南天的天体，并没有进行很好的分类，但它们中的大多数都被威廉·赫歇尔观测过。
其八，星系团
目前已发现上万个星系团，距离远达70亿光年之外。至少有85%的星系，是各种星系群或星系团的成员。小的星系团如本星系群，由银河系以及包括仙女星系在内的40个左右大小不等的星系组成。大的星系团，如后发星系团，有上千个比较明亮的成员星系，如果把一些暗星系也包括进去，总数可能上万。但像这一类范围大、星系众多的星系团是不多的，平均而言，每个星系团团内的成员数约为130个。有时又称成员数较多的星系团为富星系团，但贫、富的划分标准也是相对的。尽管不同星系团内成员星系的数目相差悬殊，但星系团的线直径最多相差一个数量级。平均直径约为5百万秒差距。比较著名的室女座大星系、后发座星系团、武仙座星系团等。
如果按形态来区分，星系团大致可分为规则星系团和不规则星系团两类。规则星系团，以后发星系团为代表，大致具有球对称的外形，有点像恒星世界中的球状星团，所以又可以叫球状星系团。
其九，超新星爆发
哈勃空间望远镜曾经拍到过超新星爆发时的照片，捕捉到的这张照片中的美轮美奂的五彩“丝带”，是一次超新星爆发形成的。这次爆发所产生的光，在很久前已经到达地球。这次爆发的残余，被叫做仙后座A，是银河系中最年轻的超新星残余，距离地球有一万光年之遥。
那么，什么是新星和超新星呢？
有时在某一星区，突然看到一颗原来没有的亮恒星，经过几天到几个月，它又慢慢看不见了。古人就把这类星叫新星。其实，它不是“新产生”的恒星，而是原来就有的一颗可能是暗弱的恒星。由于它突然爆发，向外抛射大量物质，光度大增，在一两天内光度增加十几个星等，也就是亮度增长几万倍，使人们误认为“新产生”了恒星。天文学家已在银河系内发现200多颗新星。中国史料里，从公元前134年到公元17世纪末，有90颗新星记载，它们是非常珍贵的科学遗产。1975年8月30日晚上8点多钟，世界上一些天文台和天文爱好者，在天鹅座里就看到一颗新星。中国许多天文工作者和天文爱好者，都曾观察到并进行了观测研究。
另外，还有一类爆炸的星，规模比新星还大，叫做超新星。当大质量恒星演化到晚期，内部不能产生新的能量时，巨大的引力将整个星体迅速向中心坍缩，将中心物质都压成中子状态，形成中子星。而外层下坍的物质，遇到这坚硬的“中子核”反弹，就会引起爆炸。这就成为超新星爆发，质量更大时，中心则可以形成黑洞。
现在已发现多颗超新星，它们大多在河外星系中。而在银河系里，人们只发现8颗超新星。历史上最有名的超新星，要数1054年出现在金牛座中的那颗了。关于这颗超新星，史书《宋会要》中有详细的记载：“至和元年五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。”这是指公元1054年7月4日早晨4点多钟，在金牛座天关星附近看到的超新星。它开始的亮度和太白金星亮度差不多，经过23天，又慢慢暗下去了。
1731年，一位英国天文爱好者在这个位置上，观测到一个畸形天体，其外形似螃蟹，叫蟹状星云。可想而知，蟹状星云就是1054年那颗超新星爆发抛出的物质。它是一个不满千岁的天体，是天体中的“婴儿”。
1987年2月23日，在大麦哲伦星系中，观测到一颗超新星SN1987A，成为轰动世界的新闻。
北京天文台有一架望远镜，专门在河外星系中搜索超新星。在三年时间内，科学家已发现了32颗超新星。
其十，类星体
类星体是宇宙中最明亮的天体，它比正常星系亮1000倍。作为能量如此大的物体，类星体却小得令人不可思议。与直径大约为10万光年的星系相比，类星体的直径大约为1光年。天文学家认为，这有可能是物质被牵引到星系中心的超大质量黑洞中，因而释放大量能量（喷发激烈射线）所致。这些遥远的类星体，被认为是在早期星系还未演化至较稳定的阶段时，物质被导入主星系中心的黑洞，增添“燃料”而被“点亮”。
类星体是一个令人难解的天体。它具有奇特的现象，如红移之谜，超光速的移动。但它的能量来自哪里呢？这是在挑战人类的即有物理观念，而问题的解决，有可能使我们对自然规律的认识向前跨一大步。
什么是流星雨和流星群？
当流星群的轨道与地球公转轨道相交时，流星群就会被地球的引力所吸引，而闯入地球大气层，在几小时到几天的时间内，流星数量显著增加，像下雨一样，这种现象称为流星雨。
流星雨发生时，流星的出现率通常是每小时十几个到几十个，但在少数情况下，可达每小时成千上万个，这称为流星暴。流星雨现象具有周期性，出现的日期基本固定。例如狮子座流星雨一般出现在每年的11月17日前后，而且每隔33年会出现一次程度不同的流星暴。
流星群是沿同一轨道，绕太阳运行的大群流星体。它们往往是由彗星抛射的质点和瓦解的彗核形成的，例如猎户座流星群和宝瓶座流星群，就与哈雷彗星有关。流星体很少单个出现，大多数是以流星群状态出现的。目前已发现的流星群达几百个。
2.吸纳万物的待解之谜—黑洞
其一，黑洞是什么？
黑洞，是广义相对论预言的一种特别致密的暗天体。大质量恒星在其演化末期发生塌缩，其物质特别致密，它有一个称为“视界”的封闭边界。黑洞中隐匿着巨大的引力场，且引力场特别强，以至于包括光子在内的任何物质，只能进去而无法逃脱。形成黑洞的星核质量下限约为3倍的太阳质量，当然这是最后的星核质量，而不是恒星在主序时期的质量。除了这种恒星级黑洞，也有其他来源的黑洞—所谓微型黑洞，可能形成于宇宙早期，而所谓超大质量黑洞可能存在于星系中央。
黑洞，不让任何其边界以内的任何事物被外界看见，这就是这种物体被称为“黑洞”的原因。我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体间接了解黑洞。虽然这么说，但黑洞还是有它的边界，即“事件视界（视界）”。据猜测，黑洞是死亡恒星的剩余物，是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。另外，黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的。而质量小于钱德拉塞卡极限的恒星，是无法形成黑洞的。
其二，黑洞是如何产生的？
黑洞的产生过程，类似于中子星的产生过程。恒星的核心，在自身重量的作用下，迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时，收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下，被碾为粉末，剩下来的是一个密度特别高的物质。任何靠近它的物体，都会被它吸进去，黑洞就变得像真空吸尘器一样。
也可以简单理解：通常恒星最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生裂变、聚变。由于恒星质量很大，裂变与聚变产生的能量，与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定。由于氢原子的裂变与聚变，使其内部结构最终发生改变、破裂并组成新的元素—氦元素。接着，氦原子也参与裂变与聚变，改变结构，生成锂元素。依此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成。直至铁元素生成，该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定，不能参与裂变或聚变。而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量，与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞。
与白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由质量大于太阳质量20倍的恒星演化而来的。质量小一些的恒星，主要演化成白矮星，质量比较大的恒星，则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量，不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。
这次，根据科学家的猜想，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积很小、密度趋向很大的天体。而当它的半径一旦收缩到一定程度，正如我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系—“黑洞”诞生了。
现在，白矮星已经找到了，中子星也找到了，黑洞找到没有？也应该找到的，主要因为黑洞是黑的，要找到它们实在是很困难。特别是那些单个的黑洞，我们现在简直毫无办法。有一种情况下的黑洞，比较有希望找到，那就是双星里的黑洞。
双星，就是两颗互相绕着转的恒星。虽然我们看不见黑洞，但却能从那颗看得见的恒星的运动路线分析出来。这是什么道理呢？因为双星中的每一个星，都是沿着椭圆形路线运动的，而单颗的恒星不是这样运动。如果我们看到天空中有颗恒星在沿椭圆形路线运动，却看不到它的“同伴”，那就值得仔细研究了。我们可以把那颗星走的椭圆形的大小、走完一圈用的时间都测量出来。有了这些，就可以算出来，那个看不见的“同伴”的质量有多大。如果算出来的质量很大，超过中子星能的质量，那就可以进一步证明，它就是个黑洞了。
在天鹅星座中，有一对双星，名叫天鹅座X-1.这对双星中，一颗是看得见的亮星，另一颗却看不见。根据那颗亮星的运动路线，可以算出来它的“同伴”的质量很大，至少有太阳质量的五倍。这么大的质量，是任何中子星都不可能有的。当然，除这些以外，还有别的证据。所以，基本上可以肯定，天鹅座X-1中那个看不见的天体，就是一个黑洞。这是人类找到的第一个黑洞。
其三，黑洞是如何划分的？
按组成来划分，黑洞可以分为两大类。一类是暗能量黑洞，一类是物理黑洞。
暗能量黑洞，主要由高速旋转的巨大的暗能量组成，它内部没有巨大的质量。巨大的暗能量，以接近光速的速度旋转。其内部产生巨大的负压，以吞噬物体，从而形成黑洞。暗能量黑洞，是星系形成的基础，也是星团、星系团形成的基础。
物理黑洞，是由一颗或多颗天体坍缩而形成，具有巨大的质量。当一个物理黑洞的质量等于或者大于一个星系的质量时，我们称之为奇点黑洞。暗能量黑洞的体积很大，可以有太阳系那般大。比起暗能量黑洞来说，它的体积非常小，它甚至可以缩小到一个奇点。
其四，黑洞是如何毁灭的？
黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家斯蒂芬·霍金于1974年做出此预言时，整个科学界为之震动。
霍金的理论是受灵感支配的思维的飞跃，他结合了广义相对论和量子理论。他发现黑洞周围的引力场，释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量。当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。这种“霍金辐射”，对大多数黑洞来说，可以忽略不计，因为大黑洞辐射得比较慢，而小黑洞则以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。
其五，黑洞与地球的关系如何？
黑洞没有具体的形状，你也无法看见它，只能根据周围行星的走向，来判断它的存在。也许你会因为它的神秘莫测而吓得大叫起来，但实际上，根本用不着过分担心。虽然它有强大的吸引力，但与此同时，这也是判断它位置的一个重要依据。就算它对距地球极近的物质产生影响时，我们也还有足够的时间挽救，因为那时它的“正式边界”还离我们很远。况且，恒星坍缩后，大部分都会成为中子星或白矮星。但这并不意味着我们就可以放松警惕了，这也是人类研究它的原因之一。
恒星、白矮星、中子星、夸克星、黑洞是依次的五个密度当量星体，密度最小的当然是恒星，黑洞是物质的终极形态。黑洞之后，就会发生宇宙大爆炸，能量释放出去后，又进入一个新的循环。
其六，黑洞的奥秘探索
黑洞是科学史上极为罕见的情形之一。在没有任何观测到的证据证明其理论是正确的情形下，作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确，这经常成为了反对黑洞的主要论据：你怎么能相信一个其依据只是基于令人怀疑的广义相对论的计算的对象呢？然而，1963年，加利福尼亚的帕罗玛天文台的天文学家马丁·施密特，测量了在称为3C273射电源方向的一个黯淡的类星体的红移。他发现引力场不可能引起这么大的红移—如果它是引力红移，这类星体必须具有如此大的质量，并离我们如此之近，以至于会干扰太阳系中的行星轨道。这暗示此红移是由宇宙的膨胀引起的，进而表明此物体离我们非常远。由于在这么远的距离还能被观察到，它必须非常亮，也就是必须辐射出大量的能量。人们会想到，产生这么大量能量的唯一机制看来不仅仅是一个恒星，而是一个星系的整个中心区域的引力坍缩。人们还发现了许多其他类星体，它们都有很大的红移。但是它们都离我们太远了，所以对之进行观察困难很大，以至于不能给黑洞提供结论性的证据。
其七，黑洞趣事
另外，有一个有趣的现象，也是根据广义相对论，引力越强，时间越慢，物体的长度也缩小。假如银河系被一个黑洞所吸引，在被吸引的过程中，银河系会变成一个米粒大小的东西。银河系里的一切东西，包括地球，都按相同的比例缩小。所以在地球上的人看来，银河系依旧是浩瀚无边。地球上的人，依旧照常上班学习，跟他们在正常情况下一样。因为在他们看来，周围的人和物体，和他们的大小比例关系不变。他们全然不知，这一切都发生在一个米粒大的世界里。
但因为黑洞周围引力巨大，任何物体都不能长时间待留。假如银河系被一个黑洞所吸引，地球上的人只有几秒的时间，去体验第一个现象。
3.迢迢星汉满天河—银河系
其一，美丽的银河
晴朗的夜空，当你抬头仰望天空的时候，不仅能看到无数闪闪发光的星星，还能看到一条淡淡的纱巾似的光带。它跨越整个天空，好像天空中的一条大河，夏季k呈南北方向，冬季接近于东西方向，那就是银河。过去由于科学还不发达，不知道它究竟是什么，就给了它一个名称叫做“天河”。所以，我国民间还流传着，牛郎织女每年七夕在鹊桥相会等许多神话故事。
实际上，银河是银河系的一部分，银河系是太阳系所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带，被我国称为银河而得名。亮带是我们置身其内而侧视银河系时所看到的它布满恒星的圆面。由于恒星发出的光离我们很远，数量又多，又与星际尘埃气体混合在一起，因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带，十分美丽。
银河各部分的亮度，是不一样的。靠近银心的半人马座方向，比其他部分更亮一些。
其二，银河系是什么？
银河系的发现，经历了漫长的过程。望远镜发明后，伽利略首先用望远镜观测银河，发现银河由恒星组成。后来，赖特、康德、朗伯等认为，银河和全部恒星可能集合成一个巨大的恒星系统。18世纪后期，赫歇尔用自制的反射望远镜，开始进行恒星计数的观测，以确定恒星系统的结构和大小。他断言，恒星系统呈扁盘状，太阳离盘中心不远。他去世后，他的儿子继承父业，继续进行深入研究，把恒星计数的工作扩展到南天。20世纪初，天文学家把以银河为表观现象的恒星系，统称为银河系。卡普坦应用统计视差的方法，测定恒星的平均距离，结合恒星计数，得出了一个银河系模型。在这个模型里，太阳居中，银河系呈圆盘状，直径8千秒差距，厚2千秒差距。沙普利从球状星团的分布，来研究银河系的结构和大小。他提出的模型是：银河系是一个透镜状的恒星系统，太阳不在中心。沙普利得出，银河系直径80千秒差距，太阳离银心20千秒差距。这些数值太大，因为沙普利在计算距离时，未计入星际消光现象。20世纪20年代，银河系自转被发现以后，沙普利的银河系模型得到了公认。
在没有灯光干扰的晴朗夜晚，如果天空足够黑，你可以在天空中看到一条弥漫的光带。这条光带，就是我们置身其内侧视银河系时所看到的它布满恒星的圆面—银盘。银河系内，约有两千多亿颗恒星，只是由于距离太远，人们无法用肉眼辨认出来。由于星光与星际尘埃气体混合在一起，因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带。银河系的中心，位于人马座附近。
银河系是一个中型恒星系，它的银盘直径约为12万光年。它的银盘内，含有大量的星际尘埃和气体云，聚集成了颜色偏红的恒星形成区域，从而不断地给星系的旋臂补充炽热的年轻蓝星，这些组成了许多疏散星团（或称银河星团）。已知的这类疏散星团，约有一千两百多个。银盘四周，包围着很大的银晕，银晕中散布着恒星和主要由老年恒星组成的球状星团。
银河系，是地球和太阳所属的星系。在银河系里，约有2000多亿个恒星。银河系侧看，像一个中心略鼓的大圆盘。太阳位于距离银河中心2.3万光年处。鼓起处为银心，是恒心密集区，所以望去白茫茫的一片。银河系俯视像一个巨大的旋涡，这个旋涡由四个旋臂组成，它们从银河系中心均匀对称地伸张出来。银河系中心和四条旋臂，都是恒星密集的地方。太阳系位于其中一个旋臂（猎户座臂）内侧，逆时针旋转（太阳绕银心旋转一周，需要2.5亿年）。
银河系整体做较差自转，太阳系自转速度约220千米每秒。银河系的目视绝对星等为——20.5千米等。银河系的总质量大约是我们太阳质量的1万亿倍，是银河系全部恒星质量总和的10倍。这是我们银河系中暗物质，存在范围远远超出明亮恒星盘的强有力证据。关于银河系的年龄，目前占主流的观点认为，银河系在宇宙诞生的大爆炸之后，不久就诞生了，用这种方法计算出我们银河系的年龄大概在145亿岁左右，上下误差各有20多亿年。而科学界认为，宇宙诞生的“大爆炸”，大约发生在200亿年前。
其三，银河系的特征
银河系包括1200亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。在银河系里，大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7000光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面，有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和四条旋臂，分别是人马臂、猎户臂、英仙臂、天鹅臂。它们主要由星际物质组成。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而有所不同。
银河系，有两个较矮小的邻居—大麦哲伦云和小麦哲伦云，它们都属于不规则星系。在引力的作用下，银河系不断地从这两个小星系中吸取尘埃和气体，使这两个邻居中的物质越来越少。预计在未来的一百亿年里，银河系将会吞没这两个星系中的所有物质，这两个近邻将不复存在。
银河系物质约占90%集中在恒星内。恒星的种类繁多，按照恒星的物理性质、化学组成、空间分布和运动特征，恒星可以分为5个星族。最年轻的极端星族Ⅰ恒星，主要分布在银盘里的旋臂上；最年老的极端星族Ⅱ恒星，则主要分布在银晕里。恒星，常聚集成团。除了大量的双星外，银河系里已发现了1000多个星团。银河系里的气体和尘埃，其含量约占银河系总质量的10%。气体和尘埃的分布不均匀，有的聚集为星云，有的则散布在星际空间。银河系核心部分，即银心或银核，是一个很特别的地方。对于银河系的起源和演化，人们目前知道的很少。
从我们所处的位置，很难确切地知道银河系的形状。但随着现代科技的发展，探测手段的进步，在某种程度上人类已经克服了这些障碍，能够揭示出银河系具有的某些出人意料的特征。长期以来，人们一直以为，银河系是一个典型的旋涡星系，与仙女座星系类似。但最近的观测却发现，它的中央核球稍带棒形。这意味着，银河系很可能是一种棒旋星系。另外，银河系是一个比较活跃的星系。银核有强烈的宇宙射线辐射，在那里恒星以高速围绕着一个不可见的中心旋转。这表明，在银河系的核心，有一个超大质量的黑洞。
一般认为，银河系中的恒星，多为双星或聚星。而2006年新的发现认为，银河系的主序星中，2/3都是单星。
其四，银河系的结构
银河系的总体结构是：银河系物质的主要部分，组成一个薄薄的圆盘，叫做银盘。银盘中心隆起的近似于球形的部分，叫核球。在核球区域，恒星高度密集，其中心有一个很小的致密区，称银核。银盘外面，是一个范围更大、近似于球状分布的系统，其中物质密度比银盘中低得多，叫做银晕。银晕外面还有银冕，它的物质分布大致也呈球形。
银河的中心，有巨大的质量和紧密的结构，专家据此强烈怀疑它有超重质量黑洞，因为已经相信在核心有许多星系有超重质量的黑洞。
就像许多典型的星系一样，环绕银河系中心的天体，在轨道上的速度，并不是由与中心的距离和银河质量的分布来决定。在离开了核心凸起或是在外围，恒星的典型速度，在每秒210～240千米之间。因此这些恒星绕行银河的周期，只与轨道的长度有关，这与太阳系不同。在太阳系，距离不同，就有不同的轨道速度对应着。
银河中大部分的质量是暗物质，形成的暗银晕估计有6000亿～3万亿个太阳质量，聚集在银河这个中心。
4.孕育太阳的母体—太阳星云
太阳星云是通过凝聚和吸积，形成太阳、太阳系内天体的气团和弥散的固体物质。大约50亿年前，太阳星云开始塌缩，后来形成太阳系的气尘云。一团云状的星际气尘（“太阳星云”），由于自己的重力而混乱崩溃。其原因可能是附近的一颗超新星发出的震波造成的。
其一，太阳星云是如何形成的？
星云团崩溃后，中心不断升温并压缩，热到可以使灰尘蒸发。初期的崩溃时间，估计少于10万年。
中央不断压缩，使它变成了一颗质子星，原先的气体则绕着它公转。大多数气体逐渐向里移动，又增加了中央原始星的质量。也有一部分在自转，离心力的存在使它们无法往当中靠拢，逐渐形成一个个绕着中央星体公转的“添加圆盘”，并向外辐射能量，慢慢冷却。
质子星与绕着转的气体，可能不够稳定，由于自身的重力，而继续压缩，这样产生了双星。气体逐渐冷却，使金属、岩石（离中央星体远处）和冰可以浓缩到微小粒子。添加圆盘一形成，金属便开始凝结，岩石凝结得较晚。
灰尘粒子互相碰撞，又形成了较大的粒子。这个过程不断进行，直到形成大圆石头，或是小行星。
较大的粒子最终大到能产生不可忽略的重力场，它们的成长也越来越快。它们的重力使小粒子的加盟变得容易，也变得更快，最终搜集到的质量，与它们在公转轨道上运行应有的质量相符，从而使运行变得稳定。因为大小是由距离中点的距离和质子星体密度和化学组成决定。按理论来说，太阳系内层中，像月球大小的小行星是太大了，外层则需要是地球1～15倍大小的星体。在火星与木星处，有一个较大的质量跳跃：来自太阳的能量，能使近距离的冰变为水蒸气，所以固态的合成的星体，与太阳的距离，可以大大超过临界值。这类小行星体，需要二千万年形成，最远的星体组成时间最长。
质子星多快形成？形成多大？星云冷却100万年后，这颗星产生了强劲的太阳风，将星云中剩余的气体全部吹散。如果质子星够大，它的重力将能吸引星云中的气体，变成气态巨型星，反之，则成为一个岩石质或冰质星体。
这一刻，太阳系是由固态星、质子星和气态巨型星构成的。“小行星体”不断碰撞，质量也渐渐变大。千万年到亿万年之后，最终形成了10多个运行于稳定轨道的行星，这就是太阳系。在漫长的历史中，这些行星的表面，可能发生极大地改变或遭到碰撞。
其二，太阳星云的来源是什么？
一般认为，银河系的第一代恒星几乎全是由氢组成的。而第二代、第三代恒星，在形成的初期，便含有许多种较重的核素。基于在太阳上存在许多种核素，天文学家们认为，太阳是银河系中的第二代或第三代恒星，太阳上的那些较重的核素，就是来自银河系中的第一代恒星。天文观测表明，在银河系中，存在着大量的双星系或多星系恒星，即两个或多个非常接近的恒星，不仅环绕银河系的中心运行，还彼此相互环绕运动。
假设银河系中，某个双星系或多星系中的一个质量是太阳的10倍以上的恒星，在80亿年前发生超新星爆发，则其喷射出的大量物质，会以球面的形态扩散开来。显然，以这种方式扩散开来的物质，由于以极快的速度飞向四面八方，最终甚至有可能冲出银河系，所以它不大可能形成太阳星云。但如果该恒星的伴星（质量是太阳的8倍以上）彼此相距较近，在附近超新星爆发产生的巨大冲击作用下，其外层的大量物质被剥离，并以相对较慢的速度，呈团状飘向远处。假如被剥离物质的总量足够大，则这些被剥离的团状物质，经过漫长的岁月后，就有可能在银河系中逐渐演化成一个新的星云—太阳星云，并最终从中诞生出银河系的第二代、第三代恒星—太阳，以及太阳系中包括地球在内的各大行星。
其三，太阳星云是如何变化的？
球粒陨石，是太阳星云冷凝吸积的直接产物。其中的顽辉石球粒陨石，具有非常特殊的岩石矿物学特征，它是揭示太阳星云在极端还原条件下演化的钥匙。此外，对此类型陨石的研究，还有助于人类认识太阳星云在径向上物质组成的变化规律。
5.万物生长之源—太阳系
其一，太阳系是什么？
太阳系，是以太阳为中心和所有受到太阳引力约束的天体的集合体。它包括8颗行星、至少有165颗已知的卫星、3颗已经辨认出来的矮行星（冥王星和它的卫星）和数以亿计的太阳系小天体。这些小天体包括小行星、柯伊伯带的天体、彗星和星际尘埃。
广义上，太阳系包括太阳、4颗像地球的内行星、由许多小岩石组成的小行星带、4颗充满气体的巨大外行星、充满冰冻的小岩石、被称为柯伊伯带的第二小天体区。在柯伊伯带之外还有黄道离散盘面、太阳圈和依然属于假设的奥尔特云。
依照距太阳的距离，行星依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。外侧的行星，都有由尘埃和许多小颗粒构成的行星环绕着，而除了地球之外，肉眼可见的行星以五行命名，在西方则全都以希腊和罗马神话故事中的神为名。3颗矮行星是：冥王星—柯伊伯带内最大的天体之一，谷神星—小行星带内最大的天体，还有属于黄道离散天体的阋神星。
在太阳系中，有比水还轻的行星吗？
土星的体积虽然庞大，但它的平均密度却比水还要小。水的密度为1，而土星的密度仅为0.7.它是八大行星中密度最小的一个，也是是唯一一个密度比水还小的行星。若将土星放在浩瀚的宇宙海洋中，它是唯一能浮在水面上的天体，只是在宇宙中，难以找到这么大的海洋而已。
其二，太阳系的运转轨道
太阳系，是由受太阳引力约束的天体组成的系统。它的最大范围可延伸到约1光年以外。太阳系的主要成员有：太阳、八大行星、无数小行星、众多卫星，还有彗星、流星体以及大量尘埃物质和稀薄的气态物质。在太阳系中，太阳的质量占太阳系总质量的99.86%，而其他天体的总和还不到太阳系的0.2%。太阳是太阳系的中心天体，它的引力控制着整个太阳系，使其他天体绕太阳公转。太阳系中的八大行星都在接近同一平面的近圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转（金星除外）。
太阳系的主角是位居中心的太阳，它是一颗光谱分类为G2V的主序星，拥有太阳系内已知质量的99.86%，并以引力主宰着太阳系。木星和土星，是太阳系内最大的2颗行星，又占了剩余质量的90%以上。目前仍属于假说的奥尔特云，还不知道会占有多少百分比的质量。
太阳系内主要天体的轨道，都在地球绕太阳公转的轨道平面（黄道）的附近。行星都非常靠近黄道，而彗星和柯伊伯带天体，通常都有比较明显的倾斜角度。
由北方向下鸟瞰太阳系，所有的行星和绝大部分的其他天体，都以逆时针（右旋）方向绕着太阳公转。也有些例外的，如哈雷彗星。
环绕着太阳运动的天体，都遵守开普勒行星运动定律。轨道是一个以太阳为焦点的椭圆，并且越靠近太阳，速度越快。行星的轨道接近圆形，但许多彗星、小行星和柯伊伯带天体的轨道，则是高度椭圆的。
在这辽阔的空间中，有许多方法可以表示出太阳系中每个轨道的距离。实际上，距离太阳越远的行星或环带，与前一个的距离就会更远，只有少数的例外。例如，金星在水星之外约0.33天文单位的距离上，而土星与木星的距离是4.3天文单位，海王星又在天王星之外10.5天文单位。曾有些关系式企图解释这些轨道距离变化间的交互作用，但这样的理论从未获得证实。
彗星出现预示着人间有灾难吗？
彗星的形状很特别，像一把大扫帚。在科学不发达的古代，人们对这种出没无常、形状怪异的天体感到莫名的恐惧，常常把它和天灾人祸联系起来，认为它是灾祸的前兆。中国古书上曾称它为妖星、扫帚星。其实，彗星也和地球一样，是太阳系的普通成员。许多彗星都沿着扁长的轨道绕太阳运行，人们可以精确地预言它们露面的时间。彗星的出现与天灾人祸毫无关系。
其三，太阳系的形成和演化
太阳系的形成，依据的是星云假说，它是最早于1755年由康德和1796年由拉普拉斯各自独立提出的。这个理论认为，太阳系是46亿年前，在一个巨大的分子云的塌缩中形成的。分子云的坍缩形成了数颗恒星。通过研究古老的陨石而追溯到的元素显示，只有超新星爆炸的心脏部分，才能产生这些元素，所以包含太阳的星团，必然在超新星残骸的附近。可能是来自超新星爆炸的震波，使邻近太阳附近的星云密度增加，使得重力得以克服内部气体的膨胀压力造成塌缩，因而触发了太阳的诞生。
被认定为原太阳星云的地区，就是日后将会形成太阳系的地区，直径估计在7000～20000天文单位，而质量仅比太阳多一点（多0.001～0.1太阳质量）。当星云开始塌缩时，角动量守恒定律使它的转速加快，内部原子相互碰撞的频率增加。其中心区域集中了大部分的质量，温度也比周围的圆盘更热。当重力、气体压力、磁场和自转作用在塌缩的星云上时，它开始变得扁平，成为旋转的原行星盘，而直径大约200天文单位，并且在中心，有一个炽热且稠密的原恒星。
一亿年后，在塌缩的星云中心，压力和密度将大到足以使原始太阳的构成元素—氢开始热融合，这会一直增加到实现流体静力平衡，使热能足以抵抗重力的收缩能。这时，太阳才成为一颗真正的恒星。
在太阳系的内侧，因为过高的温度，使水和甲烷这种易挥发的分子不能凝聚，因此形成的星子相对的就比较小（仅占有圆盘质量的0.6%），并且主要的成分是熔点较高的硅酸盐和金属等化合物。这些石质的天体，最后成为类地行星。再远一点的星子，受到木星引力的影响，不能凝聚在一起成为原行星，而成为现在所见到的小行星带。
在更远的距离上，在冻结线之外，易挥发的物质也能冻结成固体，就形成了木星和土星这些巨大的气体巨星。天王星和海王星获得的材料较少，并且因为核心被认为主要是冰（氢化物），因此被称为冰巨星。
年轻的太阳一旦开始产生能量，太阳风会将原行星盘中的物质，吹入行星际空间，从而结束行星的成长。
根据天文学家的推测，目前的太阳系，会维持直到太阳离开主序。由于太阳是利用其内部的氢作为燃料，为了能够利用剩余的燃料，太阳会变得越来越热，于是燃烧的速度也越来越快。这就会使太阳不断变亮，变亮速度大约为每11亿年增亮10%。
从现在起，再过大约76亿年，太阳的内核将会热得足以使外层氢发生融合，这会导致太阳膨胀到现在半径的260倍，变为一个红巨星。此时，由于体积与表面积的扩大，太阳的总光度增加，但表面温度下降，单位面积的光度变暗。
随后，太阳的外层被逐渐抛离，最后裸露出核心成为一颗白矮星，一个极为致密的天体，只有地球的大小，却有着原来太阳一半的质量。
其四，太阳系的邻近区域
银河系中，恒星疏疏落落的区域被称为本星际云的区域，而这就是太阳系所在的位置。这是一个形状像沙漏、气体密集而恒星稀少、直径大约300光年的星际介质，称为本星系的区域。这个星系充满的高温等离子，被认为是由最近的一些超新星爆炸产生的。在距离太阳10光年（15亿千米）内只有少数几颗恒星，最靠近的是距离4.3光年的三合星，半人马座α。半人马座α的A与B，是靠得很近且与太阳相似的恒星。而C（也称为半人马座比邻星），是一颗小的红矮星，以0.2光年的距离，环绕着这一对双星。接下来是距离6光年远的巴纳德星、7.8光年的沃夫359、8.3光年的拉兰德21185.在10光年的距离内，最大的恒星是距离8.6光年的一颗蓝巨星—天狼星，它的质量约为太阳的2倍，有一颗白矮星（天狼B星）绕其公转。在10光年范围内，还有距离8.7光年由两颗红矮星组成的鲸鱼座UV和距离9.7光年孤零零的红矮星罗斯154.与太阳相似而最接近我们的单独恒星，是距离11.9光年的鲸鱼座τ，质量约为太阳的80%，但光度只有60%。
其五，星系的关联
太阳系是位于一个被称为银河系的星系内，直径10万光年，拥有约2000亿颗恒星的棒旋星系。我们的太阳，位于银河外围的一条旋涡臂上，称为猎户臂或本地臂。太阳距离银河2.5万～2.8万光年，在银河系内的速度大约是220千米/秒，因此环绕银河公转一圈需要2亿2千5百万至2亿5千万年，这个公转周期称为银河年。
太阳系在银河系中的位置，是地球上能发展出生命的一个很重要的因素。它的轨道非常接近圆形，并且和旋臂保持大致相同的速度，这意味着它相对旋臂是几乎不动的。因为旋臂远离了有潜在危险的超新星密集区域，使得地球长期处在稳定的环境之中，得以发展出生命。太阳系也远离了银河系恒星拥挤群聚的中心。接近中心之处，附近恒星强大的引力对奥尔特云产生的扰动，会将大量的彗星送入内太阳系，导致与地球的碰撞，而危害到正在发展中的生命。银河中心强烈的辐射线，也会干扰到地球上复杂的生命发展。即使太阳系目前所处的位置，有些科学家也认为，在3.5万年前，曾经穿越过超新星爆炸所抛射出来的碎屑、朝向太阳而来的有强烈的辐射线以及小如尘埃，大致类似彗星的各种天体，曾经也危及地球上的生命。
其六，地月系
地球与月球，构成了一个天体系统，称为地月系。在地月系中，地球是中心天体，因此一般把地月系的运动，描述为月球对于地球的绕转运动。然而，地月系的实际运动，是地球与月球对于它们的公共质心的绕转运动。地球与月球，围绕它们的公共质心，旋转一周的时间为27天7小时43分11.6秒，也就是27.32166天，公共质心的位置在离地心约4671千米的地球体内。
地球同它的天然卫星—月球所构成的天体系统中，地球是它的中心天体。由于地球质量同月球质量相差悬殊（比例81.1：1），地月系的质量中心，距地球中心只有约1650千米。通常所说的日地距离，实际上是太阳中心和地月系质心的距离。通常所说的月球绕地球公转，实际上是月球绕着质心的公转。由于这种公转的共同质心在地球内部，因此有着以地球恒星月为周期的位移。