过了250多年，美国科学家开始设计制造迄今为止仍然是最大的反射望远镜——它的反射镜的直径为200英寸（5.08米）！1949年，当这台巨大的反射望远镜在加利福尼亚州的帕洛玛山天文台上投入正常使用后，它使天体物理学家们能够借助望远镜“直接观察和拍摄照片”的范围达到了20亿光年以外的地方。
紧接着，在1950年，英国和澳大利亚的天文学家发现了来自银河系以外天体的无线电波。这一发现，大大推动了射电天文望远镜的研制，从而为天文学的研究开创了新的时代。
到20世纪80年代为止，人类的视野已经达到距离地球100亿光年以外的地方。也就是说，我们已粗略地了解了接近300亿光年直径的球状空间的情况。这个空间，就是天体物理学家和天文学家的“整个宇宙”。在这个范围内，帕洛玛山天文台的大型反射天文望远镜，直接拍摄到的恒星照片上，可以辨识的恒星多达100亿颗以上。而借助于射电天文望远镜，人们可以观测到的星系中所包含的恒星数目可能超过了1000亿亿颗。众多的恒星在宇宙空间中的分布是极不均匀的，它们聚集成许多像银河系那样的恒星集团。
截止到20世纪80年代，天文学家预料：在可以观测到的宇宙中，类似我们所在的银河系的天体系统——天文学家称之为河外星系——多达10亿个以上。这些我们的“银河”之外的“银河”，大多数离我们十分遥远。例如，仙女座大星云，就是几乎和银河系一模一样的天体系统，它距离我们有190多万光年那么远；室女座的星云则在距离地球1400多万光年远的地方。而银河们相互之间的距离在1亿光年至几亿光年的，在浩瀚的宇宙中也是极常见的。
20世纪80年代以后，天文观测技术手段有了重大的进步。
具体地说，以前对宇宙空间的观测，都是立足于地面上，透过大气层的观测。大气层对观测结果的影响是我们十分清楚的。
20世纪80年代以后，许多国家争相研制运行在大气高层的天文望远镜，并且取得了长足的进步。美国发射的哈勃太空望远镜就是这种进步的突出代表。这台昂贵的天文仪器的投入使用，走过了坎坷的道路。升空之初，很快就进入了预定的轨道。可是，好景不长，它的镜头没有调校准确，根本无法使用。地面控制人员费了九牛二虎之力，也没有将它调好。最后，就只好寄希望于宇航员了。几个月之后，经过充分的准备，乘坐航天飞机的技术人员，进行了人类历史上第一次太空中修复望远镜的工作。还好，经过这番努力，哈勃太空望远镜终于“肯正常工作了”。
哈勃太空望远镜也没有辜负天文学家的厚望，它相继发回地表的天文学的照片，其清晰度都是史无前例的。
其中，在1995年，它的“深域照相机”对北天球的一个有代表性的区域所拍的照片，令天文学家激动不已。根据这些珍贵的照片，天文学家将宇宙中存在的河外星系的数目，由原来的10亿多个，修正到800多亿个。这应该说是300多年的天文观测历史上，进展最快的天文发现了。
可是，技术进步带来的惊喜不仅如此。1998年10月，哈勃太空望远镜的深域照相机，对南天球的一块斑点状的区域进行了观察，拍摄了大量的高清晰度的照片。对这些照片的紧张的分析和研究，使天文家作出了宇宙中至少存在1250亿个河外星系的结论。
朋友，你对这种结论感到惊奇吗？对此，专业的天文学家倒是说得比较平常。
美国太空望远镜科学研究所的哈里·弗古森在研究了哈勃望远镜的发现后说：“对南太空的观测距离要比对北太空的观测距离更远，因此能够观测到太空中一些不明亮的物体，结果统计出来的星系数量增加了”。
从中也许我们可以悟出几分道理：这就是科学发现，这就叫事实无情。
银河系将被消灭吗
这不是科学幻想和神话故事，而是真实的科学发现。
人类思维最令人悲哀，同时又是最伟大的特性之一就是对遥远未来的极其关注。
一些天文学家在认真地探索着如下一些问题：太阳还能像现在这样生存多久？地球为生命提供今天这般祥和的生存环境的时间能够持续多长的岁月？和谐的“太阳家族”最终的归宿是什么？……
19世纪，伟大的哲学家康德，数学家拉普拉斯，共同研究太阳系的归宿。他们以万有引力定律为基本的出发点，得出结论说：那样的一天迟早会到来，地球等行星们，围绕着冷却了的、黑暗的太阳无声地运行……时间以千万年计的速度飞逝。最终，这些行星将和它们所围绕的中心天体太阳发生剧烈的碰撞。于是，太阳系就结束了自身的生命的历史。
一个世纪过去了，科学发现证实，康德-拉普拉斯的设想是错误的。
1929年，美国天文学家哈勃所发现的天体光谱线“红移现象”，为“宇宙大爆炸”学说奠定了基础。在那时之后差不多半个世纪的岁月中，天体物理学家勾绘出了一幅幅终将散去的宇宙图景。观测同时还证实了，太阳系，由于中心天体太阳的质量的不断消耗，行星们最终是围绕着越来越大的轨道运行。结果，行星会逃离太阳的引力的束缚，成为“自由的天体”，在宇宙中遨游。直到它们被新的更大的天体所俘获，或者发生其他的意外事件。
总之，新的研究似乎告诉我们，太阳系迟早会面临着“曲终人散”的散伙的局面。这些，又使得醉心于遥远又遥远的未来的人类，产生了不少分离的惆怅之情。
专门研究恒星的天文学家则强调指出，所谓太阳系的天体要与中心天体碰撞，或者大家散伙的说法，都是过分遥远的设想。前者是不可能的，后者同样也是靠不住的。在可能发生这些事件之前，太阳就会发生更加剧烈的变化。
因为，太阳是一颗“黄矮星”，它主要的燃料是氢，在4个氢聚变为氦的过程中，释放出大量的能量，维持着今天这样的太阳的形象。太阳的氢燃料大约还可以使用50亿年以上。也就是说，太阳系可以像现在这样存在50亿年。在那之后，太阳将经历一个冷却和收缩的过程，当引力收缩产生新的高温时，一场更为强烈的聚变反应开始了——3个氦聚合为1个碳。在这个过程中，太阳会产生剧烈的爆发，体积膨胀到现在的数千万倍，成为一颗红巨星。今天的整个太阳系，都将为一颗红色的“新星”所吞噬。最后，太阳会变成一颗密度非常大的“白矮星”。在那之后，如果太阳能在太空中捕获、吸积足够的质量，它还可能发育成为一颗中子星，甚至形成一个“黑洞”。
多数的人们在从天文学家所将我们引导的那么遥远的未来中，回归现实时，则多少感到一些庆幸。现实的人类的子孙后代，至少还有50亿年的时间，可以继续建设地球人引以骄傲的文明。也许在这个过程中，科学技术的进步，使得后人有足够的能力去摆脱将成为红巨星的太阳的束缚，到无垠的宇宙空间去，寻找另一处或者几处可以生存的天体，建树更加辉煌的文明。让我们今天所建树的所有主要的文明成果，得以获得哪怕是比较长的时间的“永生”。
但是，近二三十年更精细的天文观测，却又在人类文明之空，祭起了景象更为惨烈的另一块“愁云”。一些天文学家断言，太阳可能都来不及发展成为一红巨星，这个太阳家族，甚至整个银河系都将不得“善终”。它们都会在一场旷古空前的星系“战争”中，被更强大的星系所毁灭或者吞噬。
观测的结果表明：在可见宇宙离散的过程中，各天体并非都是简单地互相远离，而是走着曲折的道路。从更加宏远的距离看，就好似风云翻卷一般。例如，近年发现，距离银河系大约190万光年远的仙女座大星云，正在以每秒大约125千米的速度向地球所在的太阳系、银河系靠近。粗略的计算告诉人们，大约456亿年以后，银河系和仙女座大星云将会“碰到一起”。而仙女座的这片星云，实际上是一个比银河系大许多的星系。初步观测，其可见光的强度，约为太阳光强度的20亿倍以上。
请想象一下吧，银河系中像太阳这样的恒星就有2000多亿颗，仙女座大星云则更加“兵强马壮”。这样两支宇宙空间的“天体大军”，以每秒125千米，即360多倍于音速的高速度相互撞击，将是何等壮烈宏大的场面呵！果真如此，太阳和围绕着它运转的整个和谐的星系，也许在巨大的引力场的作用下，一个个都成了其他天体的俘虏，它们的自转、公转的速度，以及温度等都将产生难以想象和难以预料的变化；也许情况会更加糟糕，它们在无比猛烈的撞击下，全部都将化为宇宙的尘埃和蒸气，变成一团巨大新生的星云中的“灰尘”。两个星系合并成一个星系之后，无数还保持着其个体的恒星，在星际的迷雾中重新建立自己的势力范围。
类似的星系大拼杀在宇宙中并非什么新鲜事，也许在很久以前、或许现在在遥远的地方，发生过和正在发生着这样的天文事件。
当然，也存在着另外的可能性。须知，今天我们所看见的仙女座大星云的情况，是它在190多万年（另一种说法为220万年）以前的情况。也许在我们预言的“大拼杀”还未到来之前，由于迄今我们还不甚了解的某种原因，它会改变运动方向。总之，星系到底发生没发生过“大拼杀”，将来会不会发生这类“大拼杀”，是现代天文学面临的众多谜团之一。
冷暗星空不胜寒
“明月几时有，把酒问青天。不知天上宫阙，今夕是何年？我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。起舞弄清影，何似在人间。”宋代才子苏东坡的一首《水调歌头》，千余年来，不知扣动了多少人的心扉，引发了人们对人生和宇宙环境的深沉的思索，成为千古佳唱。然而，即使豪放如苏东坡者，其想象力的驰骋，也难以描绘出浩瀚苍穹到底有多么寒冷。
19世纪中叶以后，现代自然科学飞速地发展。在这个过程中，科学家经过近百年的努力，才逐步弄明白了我们所看不见的宇宙空间的大体状况。
话还得从物理学的热力学第二定律的确立说起。19世纪的后期，热力学第二定律的确立，是人类对温度认识的巨大飞跃。该定律揭示出：我们可见宇宙中的所有的物质，都处于永恒的运动状态，这些运动的能量，最终都不可避免地要转化为热量；而热量在自然的、非生命的状态下，必定而且只能从高温物体向温度更低的物体传递。这种传递过程，一直到相邻的物体的温度差最后消失，才会停止。缜密的计算得出的另一个重要结论是，在我们的物理学的领域内，低温是有极限的，物理学家将低温的极限称为绝对温标的0K，它大约相当于-27316℃。在绝对温标下，温度没有负值。
在这之后的约三分之一世纪里，热力学第二定律被运用于解释宇宙空间的温度状况。天文学家几乎一致地倾向于认为，无限的宇宙空间中，除了天体之外的地方，都是没有物质的“真空”。因此，在这些地方也就没有一丝一毫的光亮，温度也毫无疑问地应该是0K。恒星在这个冷暗的宇宙空间中，是显得那么渺小，不管它们向周围的宇宙空间释放多少热量，有限的热量，对于无限的寒冷空间来说，始终是趋近于零。也就是说，恒星不能使宇宙的温度升高，而只能在发展过程中，走向自己冷寂的未来。在亿万年之后，我们的宇宙将是一片冷暗和寂静，运动和时间都将终结于这无涯的冷寂之中。这就是轰动一时的“宇宙热寂论”。
不管人们对宇宙热寂论的最终结论有多少怀疑，在20世纪30年代之前，人们普遍认为，宇宙空间是绝对的零度的地方，也就是最冷的地方。
1930年，一些天文学家在观测银河系的宇宙空间时，注意到一种情况：光线在穿过银河系的所谓真空区域时，有“丢失”的现象。如果这种情况是真实的，那么原来所认为的真空，就一定是不正确的。因为，按照物理学的规律，既然是真空，光线就应该是可以完全没有阻碍地通过。既然光线“丢失”了，那在星际空间中就必然存在着我们尚未认识的物质。在20年的时间里，天文学家经过大量的观测，最后在1950年证实了，冷暗的宇宙空间的的确确存在着物质。
不久，科学家又进一步发现，在宇宙空间中，温度也不是绝对温标的零度，而是存在着3K的温度。按照物理学的观点，有温度，就有热辐射。所以，人们又称这一发现为宇宙的“本底辐射”。
这一发现告诉我们“高处不胜寒”的寒冷程度：如果在宇宙空间有和我们地球表面一样的压力，那么我们所知道的一切液体和气体，都将冷冻成为固态。
这一发现在理论方面具有更为重要的意义。它向理论天文学提出了一系列极其深刻、重大的问题。
首先，宇宙的基本温度是怎么来的？如果它是由低温上升到现在的温度的，那么，是什么物质为如此恢弘的宇宙空间提供热量。如果它是由高温冷却到今天这样的温度，势必就得回答一个问题，宇宙原来的温度状况如何，什么原因使宇宙发生了冷却。
其次，宇宙空间温度的物质载体到底是什么？我们都知道，温度是物质存在的表现形态之一。宇宙中有温度，就证明了没有真正意义上的真空。冷暗的宇宙空间中的物质什么样，有多少，对我们宇宙的发展变化极其可能起着至关重要的作用。
在近半个世纪的时期里，天文学界对与上述问题相关的天体物理现象进行了大量卓有成效的研究工作，取得了长足的进展。如果读者有兴趣，可以翻阅一下本书的下面几篇文章，如“宇宙的诞生”和“神奇的中微子”等。