有人曾这样设想：如果说在宇宙中有无数颗能发光发热的恒星的话，那么我们的地球，无论转到哪个方向，都应该看到来自不同方位的恒星所发出的光。所以，按这种理论推测，我们看到的夜空应该也和白天一样明亮才对。而事实上，我们只有面对太阳的时候，才真正看到了光明，背对太阳的时候，我们就只能看到黑夜了。
光线红移现象所致
自从有了宇宙膨胀学说以后，人们对于夜空的黑暗就有了新的解释。有的科学家认为：因为宇宙在不断地膨胀着，所以各种星体也在不停地向远处飞行着。恒星发出的光，也会因为红移现象而使它们的能量减小。星系越远，红移越大，发出的光越暗。许多离我们地球非常遥远的恒星，它们发出的光到达地球的时候，其能量已经接近于零了。所以，我们感到夜空是黑暗的。
虽然宇宙大爆炸学说已经被世界上多数天文学家所接受，但这种学说仍然是一种推测，还没有得到科学的证实。所以，黑暗的夜空是因为宇宙膨胀造成的这种说法，在科学上仍然不能成为定论。
宇宙诞生前的状态？
还有人认为，夜空之所以黑暗，可能是宇宙诞生以前的状态。
持这种观点的科学家认为，光的传播速度是有限的，虽然光速能达到大约每秒30万千米，但它毕竟还需要一定的时间。那些离我们十分遥远的星系，它们的光到达我们地球的时候，已经过去了几千几万年，有的甚至是几亿、几十亿年的时间了。所以，黑暗的夜空，也许就是宇宙诞生之前的样子，而并不是宇宙现在的状态。
这种观点虽然也很有道理，但是这种解释也遇到了许多难以避免的问题。这种说法也不能成为定论。
与大爆炸有关
还有人用大爆炸理论解释这一现象，认为大爆炸后出现了许多星云，逐渐凝聚成各种天体，宇宙不断向外膨胀，大量恒星远离地球而去，这些恒星的光也不能到达地球。所以，在地球上看到的星空是黑的。
星空存在吸光物质
有的天文学家认为，星空中存在着吸光物质，吸光物质吸收了来自恒星的星光，使天空黑了下来。
恒星死亡说
还有人认为，奥伯斯的理论是对的，但奥伯斯假定了恒星永远在那里发光，实际上有的恒星已经“死亡”，不发光了。遥远的恒星在“死亡”之前发出的光尚未到达地球，所以，地球上的星空是黑的。
宇宙“虫洞”之谜
听起来像天方夜谭，可就有科学家在认真研究，如果虫洞真的存在，且一旦被人类掌握利用，那人类就真的会成为宇宙的主宰。只不过我们现在要问：这都是真的吗？
“虫洞”理论的提出
20世纪40年代阿尔伯特·爱因斯坦提出了“虫洞”理论。那么，“虫洞”是什么呢？简单地说，“虫洞”是宇宙中的隧道，它能扭曲空间，可以让原本相隔亿万千米的地方近在咫尺。
在20世纪50年代，有些科学家基于爱因斯坦提出的“虫洞”理论进行过研究。由于当时历史条件所限，一些物理学家认为，理论上也许可以使用“虫洞”，但“虫洞”的引力过大，会毁灭所有进入的东西，因此不可能用在宇宙航行上。
“负质量”与“虫洞”的关系
随着科学技术的发展，新的研究发现，通过“负质量”可以中和“虫洞”的超强力场，达到稳定“虫洞”能量场的作用。科学家认为，相对于产生能量的“正物质”，“反物质”也拥有“负质量”，可以吸去周围所有能量。像“虫洞”一样，“负质量”也曾被认为只存在于理论之中。不过，目前世界上的许多实验室已经成功地证明了“负质量”存在于现实世界之中，并且通过航天器在太空中捕捉到了微量的“负质量”。
据美国华盛顿大学物理系研究人员的计算，“负质量”可以用来控制“虫洞”。他们指出，“负质量”能扩大原本细小的“虫洞”，使它们足以让太空飞船穿过。他们的研究结果引起了各国航天部门的极大兴趣，许多国家已考虑拨款资助“虫洞”研究，希望“虫洞”能实际用在太空航行上。
“虫洞”是“宇宙隧道”
宇航学家认为，“虫洞”的研究虽然刚刚起步，但是它潜在的回报却不容忽视。科学家认为，如果研究成功，人类可能需要重新估计自己在宇宙中的角色和位置。现在，人类被“困”在地球上，要航行到最近的一个星系，动辄需要数百年时间，是目前人类不可能办到的。但是，未来的太空航行如使用“虫洞”，那么一瞬间就能到达宇宙中遥远的地方。
据科学家观测，宇宙中充斥着数以百万计的“虫洞”，但很少有直径超过10万千米的，而这个宽度正是太空飞船安全航行的最低要求。“负质量”的发现为利用“虫洞”创造了新的契机，可以使用它去扩大和稳定细小的“虫洞”。
科学家指出，如果把“负质量”传送到“虫洞”中，把“虫洞”打开，并强化它的结构，使其稳定，就可以使太空飞船通过。
超时空管道
物理学家通过一个阿尔伯特·爱因斯坦的思想实验，发现宇宙时空自身不是平坦的。如果恒星形成了黑洞，那么时空在视界的地方与原来的时空垂直。在不平坦的宇宙时空中，这种结构就意味着黑洞视界内的部分会与宇宙的另一个部分相结合，然后在那里产生一个洞。这个洞可以是黑洞，也可以是白洞。而这个弯曲的视界，就叫做虫洞。
虫洞连接黑洞和白洞，在黑洞与白洞之间传送物质。在这里，虫洞成为一个桥，在黑洞的奇点处物质被完全瓦解为基本粒子，然后通过这个虫洞被传送到白洞并且被辐射出去。虫洞还可以在宇宙的正常时空中显现，成为一个突然出现的超时空管道。
虫洞没有视界，它只有一个和外界的分界面，虫洞通过这个分界面进行超时空连接。虫洞与黑洞、白洞的接口是一个时空管道和两个时空闭合区的连接，在这里时空曲率并不是无限大，因而我们可以不被巨大的引力摧毁，安全地通过虫洞。
未解之谜
总之，目前我们对黑洞、白洞和虫洞的本质了解还很少，它们还是神秘的东西，很多问题仍需要进一步探讨。目前天文学家已经间接地找到了黑洞，但白洞、虫洞并未真正发现，还只是一个经常出现在科幻作品中的理论名词。
虫洞也是霍金构想的宇宙期存在的一种极细微的洞穴。美国科学家对此做了深入的研究。目前的宇宙中，“宇宙项”几乎为零。所谓的宇宙项也称为“真空的能量”，在没有物质的空间中，能量也同样存在其内部，这是由爱因斯坦所导入的。宇宙初期的膨胀中，宇宙项是必须的，而且在基本粒子论里，也认为真空中的能量是自然呈现的。
那么，为何目前宇宙的宇宙项是零呢？柯尔曼说明：在爆炸以前的初期宇宙中，虫洞连接着很多的宇宙，很巧妙地将宇宙项的大小调整为零。结果，由一个宇宙可能产生另一个宇宙，而且，宇宙中也有可能有无数个这种微细的洞穴，它们可通往一个宇宙的过去及未来，或其他的宇宙。
宇宙中的残杀
一般认为，宇宙中星系及星体之间因为距离十分遥远，所以它们相互靠近的机会很少。但经过天文学家的观测和研究，他们发现星系及星球之间存在着互相吞食、互相残杀的现象。
恒星“吞食”行星
恒星向绕自己旋转的行星提供着光和热，但有时也会吞食它们。天文学家已经在一颗恒星的光谱里找到了它曾经吞食过行星的证据。
恒星“吞食”恒星
1998年，天文学家发现了两颗恒星，它们是一对双星，都已进入晚年，均属白矮星。两个星球的体积虽然很小，但质量却比太阳大很多。这两颗恒星靠得很近，相互围绕对方旋转运动。其中一颗大的恒星时刻都在吞吃比它小的那一个恒星。大恒星把小恒星的外层物质剥下来吸到自己身上，使自己的体积和质量不断增大。而那颗被吞食的小恒星逐渐变小，只剩下一个光秃秃的星核。
黑洞“吞食”恒星
黑洞吞食恒星有两种方式，一种是拉面式，即当一颗恒星靠近黑洞时，就很快被黑洞的引力拉长成面条状的物质流，迅速被吸入黑洞中，同时产生巨大的能量（其中包括X射线）。另一种是磨粉式，即当一颗恒星被黑洞抓住之后，就会被其强大的潮汐力撕得粉身碎骨，然后被吸入一个环绕黑洞的抛物形结构的盘状体中，在不断旋转中，由黑洞慢慢“享用”，并产生稳定的能量辐射。
星系之间的“吞食”
现在有一种理论认为，宇宙中的椭圆星系就是由两个漩涡扁平星系互相碰撞、混合、吞食而成。有人认为，这种环状星系的形成是两个星系碰撞、互相吞食的结果。环中心的天体和环上结点，就是相互吞食后留下的痕迹。
宇宙是如何分裂的
这是科学家对宇宙诞生所描绘的又一幅场景，也是现代科技对宇宙的进一步认知，事实是不是这样，还要看将来的发展。
宇宙演变史
在宇宙的初始期，它诞生的10～43秒内，它的直径仅有10～33厘米，含有丰富的十维空间，所有的空间维都平等地蜷缩在一起。在那样的空间中，宇宙的能量极高、温度也极高，强相互作用力，电磁相互作用力，弱相互作用力，万有引力都融为一体。
但是，这样高维度、高能量、高温度的空间是十分不稳定的，就像胀气太多的气球，于是大爆炸发生了，维度被解散、能量发散、温度降低。三维的空间和一维的时间无限延伸开来，逐渐形成了我们今天可感知的宇宙；而另外六维的空间则仍然蜷缩在普朗克尺度（即10～33厘米）以内。
当宇宙处在1032K这样极高的温度（这温度比我们得到的太阳的温度高1026倍）时，引力与其他大统一力分离开来，引力随着宇宙的膨胀而不断延伸成长程力。随着宇宙进一步胀大和冷却，另外三种力也开始破裂，强相互作用力和弱电力剥离开来。
当宇宙产生9～10秒之后，它的温度降低到了1015K，这时弱电力破缺为电磁力和弱相互作用力。在这一温度下，所有四种力都已相互分离，宇宙成了由自由夸克、轻子和光子组成的一锅“汤”。接下来，随着宇宙进一步冷却，夸克组合成质子和中子，它们最终形成原子核。
当大爆炸发生30万年后，最早的原子问世了。宇宙的温度降至3000K，氢原子可以形成，其不至于由碰撞而破裂。此时，宇宙终于变得透明，光可以传播数光年而不被吸收。在大爆炸发生100亿至200亿年后的今天，宇宙惊人的不对称，破缺致使四种力彼此间有惊人的差异。原来火球的温度现在已被冷却至3K，这十分接近绝对零度。这就是宇宙的演变史。
宇宙是检验人类所发现物理定律的最严肃的法官，被人们奉为金科玉律的牛顿三定律和爱因斯坦的相对论，目前都被证明是不完整的，都不是无懈可击的。
空间与宇宙空间
曲率——不处处为零的空间称为弯曲空间。初等平面几何所研究的对象是欧几里得空间（欧氏空间）。这种几何的最重要性质之一就是平行线公设：通过给定直线之外的任一点，可作一条直线与给定直线平行。但这个理论在弯曲空间中并不适用。天体物理中常遇到的弯曲空间是黎曼空间。它的一种特例是常黎曼曲率空间。黎曼曲率等于常数1、-1和0的空间分别叫做黎曼球空间、罗巴切夫斯基空间和欧氏空间。
所以，欧氏空间可看作黎曼空间的特例。局部黎曼空间可以看作由局部欧氏空间弯曲而来，而大范围的黎曼空间通常是不可能从欧氏空间弯曲得到的。从物理学的角度看，时空的弯曲性质依赖于物质的分布和运动。爱因斯坦的广义相对论给出时空与物质之间的关系和它们的运动规律。通常情况下，时空弯曲的量级是很小的。只有在黑洞或其他强引力场情况下，才有大的弯曲。
弯曲的地球空间
当你第一次在爱因斯坦的相对论里见到“弯曲空间”这个字眼时，你一定会困惑不已，真空怎么能是弯曲的呢？
怎样才能使它弯曲起来呢？为了更好地说明，先让我们这样想象：在一艘宇宙飞船里，有人在仔细观察附近的一颗行星。这颗行星的表面完全被深深的海洋覆盖着，因此有着像台球那样的光滑表面。再假设有一条船在那个行星的海洋上沿赤道线朝正东方向行驶着。我们再做一个进一步的假设，这位观察者根本看不见这颗行星，而只能看到这条船。当他研究这条船的运动路线时，他会惊讶地发现这条船走的是一条圆弧，它最后会回到自己的出发点，从而描绘出一个完整的圆周。
假如这条船改变路线，航道就会变得弯弯折折的，不再是个简单的圆周。但是，不管它怎么改道，无论它怎么行进，它的航线总是在一个球面上。根据所有这些事实，这位观察者可能会推断出，这条船被束缚在一个看不见的球体的表面上，而束缚它的力正是指向球体中心的重力。不这样的话他可能会认为，这条船被限制在一块特殊的空间里面。
这块空间是弯曲的，而且弯曲成一个球形，从而迫使这条船走出这样的路线来。换句话说，我们必须在一个力和一种空间几何形态之间作出选择。你或许会想这是一种想象出来的局面，但实际上并非如此。
弯曲的太阳系空间
地球这颗行星是沿着椭圆路线绕着太阳运行的，正像一条船在某个看不见的曲面上行驶一样。至于这条椭圆路线，我们是假设太阳和地球之间有一种引力来解释的，正是这种引力使地球保持在它的轨道上。不过，我们也可以从空间几何形态来考虑问题。我们不是通过观察空间本身——空间是看不见的——我们是通过物体在这个空间运动的方式来确定这种空间的几何形态。
如果空间是“平坦的”，各种物体就会走直线从这个空间中通过；如果空间是“弯曲的”，各种物体就会走出弯曲的路线来。一个具有一定质量和速度的物体，如果在离开其他质量都很远的地方运动，那么，它的路径真的可以说是一条直线。
而当它走近另一个质量的时候，它的路径就会变得越来越弯曲，显然，是质量把空间弯曲了。把万有引力看做是一个力，看来要比用空间几何形态去解释它会更方便也更利于理解。但是，如果在考虑光的行进时，情形就会颠倒过来。旧观点认为光是不受重力影响的，因为它没有质量。
然而，当光在弯曲空间里穿过时，它的路径也会弯曲起来。把光的速度考虑进来，它在太阳这个巨大质量的附近经过时路径的弯曲就能计算出来了。
1919年，爱因斯坦的这一理论在一次日食期间受到了检验，人们把太阳位于空间某处时靠近太阳的某些恒星的位置与太阳不在此处时这些恒星的位置进行了比较，结果爱因斯坦的理论有了可靠的证据。
用弯曲空间来讨论万有引力，看来要比用力学术语更为精确。不过，我们还应该提一下，1967年，人们对太阳的形状所进行的精密测量，发现爱因斯坦的引力理论出了问题，不知今后将会发生些什么情况。让未来证明一切吧！
宇宙尘埃形成之谜