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，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。
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，故也被称为“宇宙岛”。
伴邻星系
银河系有两个伴邻星系：大麦哲伦星系和小麦哲伦星系（小麦哲伦星云）。他们即是银河系的邻居又是银河系的伙伴。
10世纪阿拉伯人和15世纪葡萄牙人远航到赤道以南时，都曾注意到南天星空中这两个云雾状天体，称之为“好望角云”。葡萄牙航海家麦哲伦于1521年环球航行时，首次对它们作了精确描述，后来就以他的姓氏命名。大云叫大麦哲伦星云，简称大麦云；小云叫小麦哲伦星云，简称小麦云；合称麦哲伦云。大麦云的距离是16万光年，小麦云是19万光年，它们在空间上相距5万光年。大小麦云属于距离银河系最近的河外星系。
麦哲伦星系
在南半球看大小麦云，一年四季，它们都高高地悬挂在南天天顶附近，争相辉映，从不会落到地平线以下。就像我们在北半球看北斗七星永远不会落到地平线以下一样。它们是南天的一对瑰宝。可惜的是在北半球大部分地区都看不见它们，在中国南沙群岛一带，也只能在非常接近南方地平线的地方寻找到它们。
麦哲伦星云属于小且不规则星系，是银河系的卫星星系。正因它如此的没有标准固定的形状，麦哲伦星云成了南半球争议最多的天体，甚至是最能激发人们幻想的天体。有天文学家表示，麦哲伦星云似乎会与宇宙中存在的暗物质相互作用，形成星系弯曲。
麦哲伦云像我们的银河一样，也包括气体和恒星。大麦云属矮棒旋星系或不规则星系，质量为银河系的0.05%。小麦云属不规则星系或不规则棒旋矮星系，质量只及银河系的1%。麦哲伦云中的气体含量丰富；中性氢质量分别占它们总质量的9%和32%，都比银河系的大得多。这表明它们的演化程度不如银河系高。它们的星际尘埃含量比银河系中的少，而年轻的星族Ⅰ的天体则很多，有大量的高光度O-B型星；此外，还观测到新星、超新星遗迹、X射线双星等天体。
麦哲伦云围绕着银河系的轨道每15亿年转一圈。每到离银河较近时，它的恒星和气体都会在银河系引力作用下发生变化。小麦哲伦云现在已被撕裂，它的恒星将成为银河系的一部分。大麦哲伦云最终也将是这种命运。
银河系的共生星
共生星成了现代宇宙学界的一大奇谜，它是一种冷热共生的天体，它既是“冷”的，只有两三千摄氏度，同时又是十分热的，达到几十万摄氏度。这种奇怪现象，让科学家们困惑不已。
“单星”说
“单星”说认为，这种共生星中心是一个属于红巨星之类的冷星，周围有一层高温星云包层。红巨星是一种处于比较晚期的恒星，它的密度很小，体积比太阳大得多，表面温度只有两三千摄氏度。可是对于星云包层的高温的来源，人们无法解释。
“双星”说
“双星”说认为，共星是由一个冷的红巨星和一个热的矮星（密度大而体积相对较小的恒星）组成的双星。但是，当时光学观测所能达到的分辨率不算太高，其他观测手段尚未发展起来，人们通过光学观测和红移测量测不出双星绕共同质心旋转的现象。而这是确定是否为双星的最基本物质特征之一。
也有天文学家明确反对“双星”说。他们认为，迄今为止还未能观测到共生星中的热星。科学家们只不过是根据激发星云所属的高温间接推论热星的存在，从理论上判断它是表面温度高达几十万摄氏度的矮星。
现在，大多数天文学家都认为，共生星可能是由一个低温的红巨星或超红巨星和一个具有极高温度的看不见的极小的热星，以及环绕在它们周围的公共热星云包层组成。它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。
共生星理论模型
天文学家对共生星现象提出了一种理论模型：共生星中的低温巨星或超巨星体积不断膨胀，其物质不断外溢，并被邻近的高温矮星吸积，形成一个巨大的圆盘，即所谓的“吸积盘”。吸积过程中会产生强烈的冲击波和高温。由于它们距离我们太远，我们区分不出它们是两个恒星，而看起来像是热星云包在一颗冷星的外围。
银河系的“流浪汉”
在银河系的广袤空间中，散布着许多奇怪的行星。这些行星级别的天体并不像其他行星那样围绕一颗恒星运行，而是直接围绕银河系的中心公转。这种象“流浪汉”一样的行星在银河系中并非少数。
数量惊人的“流浪汉”
天文学家们用望远镜在银河系核心的一片区域找到了10颗木星般大小的流浪行星。随后，科学家们对银河系中这样的流浪行星总数进行了估算，他们估计银河系中大约有4000亿颗这样的行星。这一数字远远超过银河系中主序星的数量，几乎相当于银河系中全部恒星数量的两倍。它们可能遍布银河系。
旅途中的生命
行星科学家推测，如果现在木星离开太阳系，它的表面温度只会下降大约15摄氏度，尽管对于生命居住而言，木星仍然是个不适合的环境，但是这种下降幅度真的很小。如果离开太阳系的行星质量非常巨大，它很可能会成功保留住它的卫星，一起在太空中游荡。这些卫星或许有可能会成为生命生存的温床。
如果一颗地球般大小的行星离开行星系，它仍然有可能保住其地表的液态水。尽管恒星际空间非常寒冷，但是只要它拥有富含氢气的大气层就可以做到。因为富含氢气的大气层拥有强大的蓄热能力。在这种情况下，这颗行星的地表温度可以达到大约27摄氏度。这样的环境下完全可以存在液态水的海洋。
黑洞最爱吞食“流浪汉”
科学家们认为，如果一颗恒星的质量越大密度越高，它就越有可能捕获一颗流浪行星，这样一来黑洞捕获流浪行星的能力就比一般的恒星要高出两倍以上。较高的密度让流浪行星能够更加靠近其引力本体，这样也就让流浪行星一旦进入其范围便难以逃脱。
科学家们认为，质量介于5~15倍太阳质量的黑洞中大约有一半可能捕获有流浪恒星，而其中大约5~10%的黑洞可能曾经捕获过一颗流浪行星。
银河系的未来
银河系正以每秒600千米的速度在运动，这使人们很担忧。银河系未来将会发生什么呢？科学家们猜测银河系会有以下几种结局。
与其他星体碰撞
天文学家观测到，仙女座星系正以每秒300千米的速度朝银河系运动，预计将在三四十亿年后撞上银河系。如果两者发生碰撞，太阳以及其他的恒星也不会互相碰撞，但是这两个星系可能会花上数十亿年的时间合并成椭圆星系。
不断膨胀
美国天文学家哈勃根据“所有星云都在彼此互相远离，而且离得越远，离去的速度越快”的天文观测结果，得出结论认为：整个宇宙在不断膨胀，亿万年后，宇宙也将成为一个空荡荡的寂寞之地。到那时，银河系也有可能在宇宙中消失。
步入“中年”的银河系
天文学家表示，银河系正在步入“中年”，大部分恒星形成活动都已成往事。即将与另一个星系进行的合并只能带来一个短暂的活跃期，在其他时间，银河系的未来将完全是沉闷乏味的。
宇宙中的大多数星系可以分为两类：一类是蓝星系，即星系中的恒星形成活动很活跃，而且充满了年轻的蓝色恒星；另一种是红星系，即星系中的恒星形成活动很缓慢或完全停滞，充满了年老的红色恒星。处于中间阶段的星系被称为“绿谷”星系，这种星系相对比较少见。它们被认为处于从蓝星系向红星系转变的过程中，恒星形成活动逐渐减弱。
银河系似乎已经进入了向红星系转变的“绿谷”阶段，即将变成一个死气沉沉的星系。
宇宙是不断变化着的，这一点可确信无疑。可这种变化对人类来说是福还是祸，不说不知道，真说出来，就不是杞人忧天那么简单了。
宇宙膨胀消失
这是一个让人胆战心惊的宇宙新理论：一个如幽灵一样的能量正在使宇宙加速膨胀，在未来的某一刻，这个可怕的能量将把星系、恒星、行星一一撕裂，最终将把所有的一切都撕裂，时间也将终结。
就像是个梦，我们虽然在那里漂游，却永远到达不了彼岸。宇宙也一样，如我们研究所发现的那样，在不断地漂移远去，注定要消失在时间、空间和物理定律的迷幻中。
事实上，距离地球67亿光年的许多星系现在已经不能向地球发送新的信息了。因为星系的光谱已经红移了太多。而且随着宇宙的加速膨胀，它们以后再也不能向我们传送任何放射性的信号，所有的星系只留下一个最后的、凝固的影像。
我们将再也不能收集到这些星系此后所散发的任何光和其他辐射，它们在时间和空间里被凝结了。这情形有点像黑洞，根据黑洞理论，物质掉到那个黑洞里以后，会留下一个最后的影像，虽然在洞外可以看到这个影像，但看到的只是一个永恒不变、没有活力的影像，把它比做人的遗像也不为过。
寂寞的银河系
随着那些凝固的影像的最终消失，亿万年后的宇宙也将真的成为一个空空荡荡的寂寞之地。
根据科学家们的估计，距那一天的到来，只有大约不到1000亿年的时间。这意味着，在500～1000亿年后，我们将收集不到任何关于银河系以外的关于星系的新信息。如果这些星系里有文明存在的话，我们也将永远没有办法与他们取得联系。我们的银河系，将成为宇宙中的孤儿。
时间和空间之谜
时空观是物理理论的基石，也是自然科学的基石，因为存在的一切都发生在一定的时间和空间之中。从亚里士多德、伽利略、牛顿到爱因斯坦，每一个伟大的物理学家都对“时间和空间是什么”做过回答，但这些答案还不是最终答案。
时间是什么
时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数，确定时间，是靠不受外界影响的物质周期变化的规律。例如月球绕地球周期，地球绕太阳周期，地球自转周期，原子震荡周期等。爱因斯坦说时间和空间是人们认知的一种错觉。大爆炸理论认为，宇宙从一个起点处开始，这也是时间的起点。经典时空观认为，时间是独立于物体及其运动而存在的。
空间是什么
空间是具体事物的组成部分，是具体事物具有的一般规定。眼睛可以看到、手可以触到的具体事物，都是处在一定空间位置中的具体事物，都具有空间的具体规定，没有空间规定的具体事物是根本不存在的。
牛顿和爱因斯坦的时空观
牛顿认为，时间是和物质运动无关，绝对均匀流逝的纯粹的持续性；空间是和物质相脱离的绝对虚空的框框，物质可以充塞其中，但它本身是永远不变不动的。牛顿把自己这样理解的时间和空间，叫做“绝对时间”和“绝对空间”。
爱因斯坦的理论认为，某一事件在时间上的先后顺序是不可逆的，如炮弹总是先发射后落地，发射和落地不可能同时发生，更不可能先落地后发射。在广义相对论中，爱因斯坦揭示了时间和引力场的关系，认为有引力场存在的宇宙时空是弯曲的时空，没有引力场存在或者引力场很弱的时空则是平直的时空，而且物质质量愈大，分布愈密，引力场愈强，时空也愈弯曲。