宇宙，真是个离我们既遥远又贴近的奇妙空间。千百年来，人类一直在探索宇宙的秘密：太阳的光和热与昼夜交替，月亮的柔和与相位变化，满天星斗的旋转循回，寒暑变换的周而复始，流星的出没，日月食的奇迹，彗星的来临……
宇宙是什么
宇宙是个什么东西呢？有人说它是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。可我认为这也许说的不全面，因为宇宙对于我们人类来说，它也是梦想与好奇。
宇宙爆炸之谜
苍茫天宇从何而来，这是一个自古以来就引人入胜的问题。几千年以前，我国就流传着盘古氏开天辟地的故事；西方则创造了一个“上帝”。《圣经》里记载着，上帝用说话的方式要来了天地万物、光明和黑暗。当古代的人们无法解释一些千奇百怪的自然现象时，就编造神话，借助神灵的威力，这是可以理解的。
几千年过去了。历史发展到今天，关于宇宙的模型总算有了好几个蕴藏着科学内涵的说法，其中最有影响的是“大爆炸宇宙学”．它能够解释许多的观测事实。这个理论的主要观点是，认为“我们的宇宙”——“观测到的宇宙”曾经有过一段从热到冷的演化史。在这个时期内，宇宙体系在不断地膨胀着，物质密度也随之从密到疏的演化。这一从热到冷、从密到疏的过程如同一次规模巨大的爆炸。
其具体过程，可以这样来理解：宇宙早期，如同一个“原始火球”，它具有100亿度以上的高温和极大的密度。因为高温，“原始火球”很不稳定，大约在200亿年前，它终于爆炸开来，整个体系刹那间快速膨胀着，宇宙间充满了中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本形态的物质。膨胀继续着，温度很快地降了下来。几分钟后，温度已下降到10亿度左右，这时中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素，宇宙中的化学元素就是从这一时期开始形成的；温度降到100万度后，早期形成化学元素的过程告一段落；降到几千度时，爆炸产生的强烈辐射进一步减退，宇宙间弥漫着气态物质。气体逐渐凝聚成气云，进而演化成各种各样的恒星体系，直至人类今天看到的宇宙。有人像按比例尺画地图那样，将过去的近200亿年的宇宙演化历程浓缩在一年里，得出一个极为直观和有趣的“宇宙日历”：1月10日，大爆炸，宇宙脱颖而出；5月1日，浩瀚的银河系诞生；9月9日，太阳系问世；9月14日，地球形成。9月24日，地球上原始生命出现；11月12日，绿色植物破土而出；12月26日，更高级的哺乳动物来到了这个世界。12月31日0时22分30秒，原始人类站在地球上；23分46秒，北京猿人开始用火；23分59秒，中国历史延续到春秋……宋代；24分，全球进入了迄今仍在继续的现代化社会……从中我们不难看出；人类历史只不过是宇宙岁月中极其短暂的一瞬间。
宇宙的形成真的是这样的吗？目前，谁也不能够百分之百地肯定，但是比起其他宇宙模型的观点来，大爆炸宇宙学确实能较好地解释一些神奇的宇宙现象，我们来看看下面这些事实：
已观测到的宇宙间所有的天体年龄还没有发现超过或者等于200亿年的，这是因为它们都诞生在宇宙温度急剧下降之后，太阳不过是50亿年前的产物。
观测还发现，许多星系的光谱都有“红移”现象。天文学家们知道，当发光体向离开我们的方向运动的时候，人们接收到的光谱线就会移向红色的这一端。星系光谱的红移正意味着它们是在远离我们而去，或者说它们正在退行。退行，意味着宇宙在膨胀，这正如一个气球上的各点在吹气球的时候各点的距离会因气球胀大而增大是一个道理。1929年，美国天文学家哈勃发现星系退行的速度和离我们的距离成正比，即距离越远，退行速度越快。这个规律被称之为“哈勃定律”。
第三个事实是，天文学家们指出，各类不同的天体上，氦的含量都相当大，比例也大体相同，约占30％，靠恒星本身的核反应机制是不足以说明为什么会有这么多氦的，而“大爆炸”早期的高温，却能较好地解释这一点。
还有一点，大爆炸理论的创始人之一，原苏联科学家伽莫夫曾预言，今天的宇宙很冷，只有绝对温度几度。1965年，这个预言被证实了，美国两位科学家发现了弥漫于整个空间的“微波背景辐射”，其温度约为3K，这一结果在定性上和定量上都与大爆炸宇宙理论不谋而合。
然而，大爆炸理论也不是万能的，宇宙中还有很多困难问题无法解答。例如，让天文学家们着迷了17年之久的宇宙膨胀。这种“砰”然一声后的自我膨胀将会有一个什么结果呢？是膨胀到一定程度时，天体间的引力使其停止，继而收缩、升温又回到“原始火球”，再爆炸？还是出现一个在扩张和崩溃之间实现临界平衡的宇宙？或者最终导致一个具有“负曲线”和无限未来的宇宙呢？
上面理论的提出和观测到的事实都是建立在“我们看到的宇宙”，即“总星系”中的，这是狭义的宇宙，是“我们的宇宙”，这之外的那个更为广阔的空间又是什么模样呢？这难免又是迷雾重重了。宇宙究竟如何产生，或许只有伴随它产生的上帝才能知道，不过，对于我们人类来说，只要拥有无限的智慧和想象力，即使面对看不到尽头的天地空间，也能找出隐藏其中的奥秘。
难道存在着两个宇宙
英国剑桥大学和美国太空望远镜协会的科学家正在研究一种宇宙形成的新理论。这一理论认为，大爆炸发生前，宇宙还曾发生过另外一次大震荡，这意味着可能还有一个看不见的宇宙与现有的宇宙共存。
这个关于宇宙起源的新学说一鸣惊人：在“5维空间”中存在我们的宇宙和另外一个“隐藏”的宇宙。这一理论立刻引起了宇宙学家的普遍关注。
这一称为“M论”的理论是由美国普林斯顿大学的保尔·斯坦哈特教授提出的，它主要研究宇宙大爆炸发生前的事件和时间。该理论认为，宇宙共有11维空间，其中6维因绕成微小丝状而可忽略不计。大爆炸发生前，宇宙是由两个4维平面构成的，其中一个平面是我们今天的宇宙，另外一个是“隐藏”的宇宙。研究人员称，这一隐藏宇宙的随机波动，使其产生变形和接近我们的宇宙。当它“溅”入我们所在的宇宙时，撞击产生的能量在大爆炸中转化为现在宇宙的物质和能量。他们认为，我们的宇宙和一个“隐藏的”宇宙共同“镶嵌”在“5维空间”中。在我们的宇宙早期，这两个宇宙发生了一次相撞事故，相撞产生的能量生成了我们宇宙中的物质和能量。
中国科学院北京天文台原台长李启斌教授认为，这一学说将为宇宙起源的研究开创一个新的局面。在人类不断寻找的物质世界各种规律中，宇宙的起源在其中起着纲领性的作用。由于得到越来越多的实际天文观察证据所支持，用“宇宙大爆炸”来解释宇宙起源的说法如今已被科学界普遍接受。
李教授说，由于被多年来不断发现的实际天文观察证据所支持，“宇宙大爆炸”学说如今已被科学界普遍接受。目前大爆炸发生1秒之后的宇宙膨胀历史都符合这一学说，但是如果追溯到150亿年之前宇宙年龄为10的负35次方秒的时候，宇宙应该被压缩到一个直径3毫米的区域中，但是在这么早的时候，速度最快的光线只能行进大约10的负25次方厘米。因此这一时间段宇宙究竟发生了什么人类一直不得而知。
新理论不仅解释了这一问题，而且运用了物理学的新理论“超弦”，这些都是开创性的。此前“宇宙大爆炸”理论运用的是爱因斯坦的量子理论。李教授说，当他给中小学生作报告的时候，最常被提到的6个问题中，排在第二位的就是宇宙的起源，仅次于“外星人”。这一难题的最终破解不仅有科学意义，还有哲学意义。
而南京大学天文学系副教授宣焕灿则认为，关于宇宙起源的学说一直很多，至今为止仍处在初始的探讨阶段，尚无定论，“两个宇宙”的说法也不过是其中之一。“宇宙大爆炸”之说虽然目前处于主流地位，但其本身仍然是受到争议的，以此为基础的“两个宇宙”说就更难以评价了。另外，英美科学家和我们对于宇宙的定义也不尽相同，他们所指的宇宙是可观察宇宙，而我们提到的宇宙一般是指包含一切物质的空间和时间。
有趣的是，当有人提问，如果这一学说是正确的，那么会不会有另外一个宇宙从“5维空间”中出来将我们毁灭？提出这一学说的普林斯顿大学天文物理学家斯坦哈特教授回答说，这是可能的。“过程总是会重复它们自己”。
据认为，这一理论解释了宇宙为什么膨胀及如何膨胀等有关宇宙的重要细节，其研究结果将可能揭示出150亿年前大爆炸发生前宇宙发生了什么。目前，这一理论仍处于研究阶段，但已引起了天文学家的关注。英国剑桥大学的马丁·瑞斯教授说，这一有关大爆炸发生前早期宇宙的看法，强调了宇宙与微观世界的联系，但只有等人们对空间和时间有了更深入的认识后，这些观点才能进一步确认。
独一无二在这个世界上或许真的是一种孤独的理论，就是广浩的宇宙，人们也想要找到能配对的另一个。我们在小的时候是不是总是在埋怨父母不给自己再生下一个一模一样的兄弟姐妹呢？或许宇宙本身也有这样的盼望吧。
宇宙的中心是什么
太阳是太阳系的中心，太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转。银河也有中心，其周围所有的恒星也都绕着银河系旋转。那么宇宙有中心么？一个让所有的星系包围在中间的中心点？
看起来应该存在这样的中心，但实际上它并不存在。因为宇宙的膨胀一般不发生在3维空间内，而是发生在4维空间内的，其不仅包括普通3维空间（长度、宽度及高度），还包括第4维空间——时间。描述4维空间的膨胀是非常困难的，但是我们也许可以通过推断气球的膨胀来结实它。
我们可以假定宇宙是一个正在膨胀的气球，而星系是气球表面上的点，我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面，只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动。从某种意义上可以说我们把自己描述为1个2维空间的人。
如果宇宙不断膨胀，也就是说气球的表面不断的向外膨胀，则表面上的每个点彼此离的越来越远。其中，某一点上的某个人将会看到其他所有点都在退行，而且离得越远的点退行速度越快。
现在，假设我们要寻找气球面上的点开始退行的地方，那么我们会发现其已经不在气球表面上的2维空间内了。气球的膨胀实际上是从内部的中心开始的，是在3维空间内的，而我们是在2维空间上，所以我们不可能探测到3维空间内的事物。
同样的，宇宙的膨胀不是在3维空间内开始的，而我们只能在宇宙的3维空间内运动。宇宙开始膨胀的地方是在过去的某个时间，即亿万年以前，虽然我们可以看到，可以获得有关的信息，而我们却无法回到那个时候。
有的朋友说，从来就没有什么宇宙中心，所谓的中心不过是我们心中的概念而已，其实，探寻世界空间的中心正是我们人类寻找一种安全感的体现，即使不存在这个中心，也需要找到一个“支点”，这样才能心中安稳。
宇宙的黑幕
宇宙飞船起航，这时速度较慢，仍可定眼观看宇宙背景。一幅美丽的画面。在太空真空中看星星，与在地球上看不同，由于没有大气层的影响，星星显示的都是它们本来的颜色，即由于它们的温度不同，而分别呈黄、红、蓝、白颜色。它们射出的光芒也没有大气折射造成的闪烁。没有了大气层的影响，宇宙背景呈深邃的黑色，使满天星斗像是在黑色天鹅绒上用一颗颗晶莹剔透的宝石镶嵌出的各种图案。飞船的运动，又使这一切具有动感，活像是在立体电影院中欣赏三维电影！
欣赏之余，又会有这样的沉思浮现脑际：宇宙背景为什么是漆黑的？无限的宇宙有无限的恒星，即使每颗恒星的光是暗淡的，但无限多个暗淡的星光迭加起来，也会形成巨大的光芒。
19世纪的天文学家H·奥伯斯，也曾为“夜空为什么是黑暗的”这个古老的问题困扰过。因此后来这被称为“奥伯斯佯谬”。
根据热力学理论，无限个恒星把热和光辐射到空间，会使宇宙空间的温度不断升高，即使在经过100多亿年后，宇宙空间还没有达到恒星表面温度那样的热动平衡状态，也应该是几千K的温度，宇宙背景应该在这个温度上发热发光，它怎么会是漆黑的呢？
现代宇宙学解开了这个佯谬。首先，恒星不是永恒地燃烧的，原始恒星和死亡了的恒星不发光，发光的主序恒星有一定的寿命；其次，宇宙不是静止的，而是在不断地膨胀着；最后，也是最根本的，宇宙不是无限的，它有有限的年龄，有有限数量的恒星。因此，有限的宇宙和有限数目的恒星的光的叠加，也是有限的，而且是很微弱的，因为宇宙的不断膨胀降低了温度和光芒。
从热力学角度看，就是从宇宙诞生至今，还没有达到热平衡所需要的足够时间。而且，如果宇宙一直膨胀下去，也将是在很低温度的水平上的平衡。如果这样，不仅现在的宇宙背景是漆黑的，将来也会是漆黑的。
宇宙有颜色吗？有的说是青绿色的，有的则说是米色，究竟谁说得对，或许都不是我们这些凡人能下的判断，不过可以肯定的是，当你坐上宇宙飞船遨游太空的时候，你的眼前必定是漆黑的一幕。
哪里是宇宙的边界
常常说宇宙就是无边无垠，那么，宇宙到底有没有边界？每当人们翘首仰望茫茫夜空，神驰遐想时，总要提出这样的疑问。
先看一看，天体间的距离是怎样测量的？
当观测天体的时候，人们发现，它的谱线不是在标准波长的位置上。所有谱线的波长都加长了，这表明谱线向红端移动，这种现象叫做谱线红移，它是由多普勒效应引起的。当天体或观测者运动时，天体发出的光和电波的波长就会发生变化。天体向着观测者运动，距离不断缩短，波长就会变短；天体背离观测者运动，距离不断加长，就会观测到波长加长的现象。天体谱线红移表明天体背离我们向远方运动。
如果我们用“Z”表示红移的程度，那么红移为“Z”的天体发出的光和电波在地球上观测时，波长就变成原波长的1+Z倍。例如在红移为4的天体中，氢原子发出的波长为1216埃的紫外线，而在地球上观测到的波长却是6080埃的红光，变成了眼睛可以观察到的可见光了。按照多普勒效应，背离速度越大，红移也就越大。于是就可以根据红移求出天体离开我们的速度。
