"宇宙是有限的還是無限的,？有沒有中心有沒有邊,？有沒有生老病死有沒有年齡？"這些恐怕是自從有人類的活動以來一直被關(guān)心的問題,。為了有一個(gè)更清楚的答案,，讓我們先來看看它的組成和結(jié)構(gòu)吧,。宇宙中的天體絢麗多彩，表現(xiàn)出了極高的層次性,。

    (1) 行星

    我們居住的地球是太陽系的一顆大行星,。太陽系一共有九顆大行星：水星、金星,、地球,、火星、木星,、土星,、天王星、海王星,、冥王星,。除了大行星以外，還有60多顆衛(wèi)星,、為數(shù)眾多的小行星、難以計(jì)數(shù)的彗星和流星體等,。他們都是離我們地球較近的,，是人們了解的較多的天體。那么,，除了這些以外,，茫茫宇宙空間還有一些什么呢？

    (2) 恒星和星云

    晴夜,，我們用肉眼可以看到許多閃閃發(fā)光的星星,，他們絕大多數(shù)是恒星，恒星就是象太陽一樣本身能發(fā)光發(fā)熱的星球,。我們銀河系內(nèi)就有1000多億顆恒星,。恒星常常愛好"群居"，有許多是"成雙成對"地緊密靠在一起的,，按照一定的規(guī)律互相繞轉(zhuǎn)著,，這稱為雙星。還有一些是3顆,、4顆或更多顆恒星聚在一起,，稱為聚星。如果是十顆以上,，甚至成千上萬顆星聚在一起,，形成一團(tuán)星，這就是星團(tuán),。銀河系里就發(fā)現(xiàn)1000多個(gè)這樣的星團(tuán),。

    在恒星世界中還有一些亮度會發(fā)生變化的星-變星,。它們有的變化很有規(guī)律，有的沒有什么規(guī)律?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)了2萬多顆變星,。有時(shí)侯天空中會突然出現(xiàn)一顆很亮的星，在兩三天內(nèi)會突然變亮幾萬倍甚至幾百萬倍,，我們稱它們?yōu)樾滦?。還有一種亮度增加得更厲害的恒星，會突然變亮幾千萬倍甚至幾億倍,，這就是超新星,。

    除了恒星之外，還有一種云霧似的天體,，稱為星云,。星云由極其稀薄的氣體和塵埃組成，形狀很不規(guī)則,，如有名的獵戶座星云,。

    在沒有恒星又沒有星云的廣闊的星際空間里，還有些什么呢,？是絕對的真空嗎,？當(dāng)然不是。那里充滿著非常稀薄的星際氣體,、星際塵埃,、宇宙線和極其微弱的星際磁場。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，人們必定可以發(fā)現(xiàn)越來越多的新天體,。

    (3) 銀河系及河外星系

    隨著測距能力的逐步提高，人們逐漸在越來越大的尺度上對宇宙的結(jié)構(gòu)建立了立體的觀念,。這里第一個(gè)重要的發(fā)展,，是認(rèn)識了銀河。它包含兩重含義,，一是了解了銀河的形狀,，二是認(rèn)識了河外天體的存在。

    銀河系是太陽所屬的一個(gè)龐大的恒星集團(tuán),，約包括1011顆恒星,。這種恒星集團(tuán)叫星系。銀河系中大部分恒星分布成扁平的盤狀,。盤的直徑為25kpc（千秒差距,，1秒差距＝3.26光年＝3.09億億米），厚度約為2kpc,。盤的中心有一球狀隆起,，稱為核球,。盤的外部由幾條旋臂構(gòu)成。太陽位于其中一條旋臂上,，距離銀心約7kpc,。銀盤上下有球狀的延展區(qū)，其中恒星分布較稀疏,，稱為銀暈,。暈的總質(zhì)量約占整體的10%，直徑約為30kpc,。我們的太陽,，就其光度，質(zhì)量和位置講,，都只是銀河系中一個(gè)極普通的成員,。

    此外重要的是，并非天穹上一切發(fā)光體都是銀河系的一部分,。設(shè)想有一個(gè)類似銀河系的恒星集團(tuán),，處于500kpc的距離上（銀河自身大小為30kpc）。其表觀亮度與2pc遠(yuǎn)處一顆類似太陽的恒星是一樣的,。因此對天穹上的某個(gè)光點(diǎn),，只有測定它的距離，才能區(qū)分它是銀河系內(nèi)的恒星還是銀河系外的另一個(gè)星系,。實(shí)際上，天穹上的大多數(shù)光點(diǎn)是銀河系的恒星,，但也有相當(dāng)大量的發(fā)光體是與銀河系類似的巨大恒星集團(tuán),，歷史上曾被誤認(rèn)為是星云，我們稱它們?yōu)楹油庑窍?，現(xiàn)在已知道存在1000億個(gè)以上的星系,，著名的仙女星系、大小麥哲倫星云就是肉眼可見的河外星系,。星系的普遍存在,，表明它代表宇宙結(jié)構(gòu)中的一個(gè)層次，從宇宙演化的角度看,，它是比恒星更基本的層次,。

    星系的質(zhì)量差別很大。銀河系的質(zhì)量約為1011M⊙(太陽質(zhì)量單位),。在明亮的星系中,，這是典型的大小。質(zhì)量很小的星系太暗,，不易看到,。小星系的質(zhì)量可低達(dá)106M⊙,。星系的典型尺度為幾十千秒差距。若對視星等在23等以內(nèi)的星系作統(tǒng)計(jì),，星系總數(shù)在109以上,。

    20世紀(jì)60年代以來，天文學(xué)家還找到一種在銀河系以外象恒星一樣表現(xiàn)為一個(gè)光點(diǎn)的天體,，但實(shí)際上它的光度和質(zhì)量又和星系一樣,，我們叫它類星體，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)這種天體,。

    (4) 星系團(tuán)

    當(dāng)我們把觀測的尺度再放大,，宇宙可看成由大量星系構(gòu)成的"介質(zhì)"，而恒星只是星系內(nèi)部細(xì)致結(jié)構(gòu)的表現(xiàn),。這樣,，為了了解宇宙結(jié)構(gòu)，需關(guān)心星系在空間的分布規(guī)律,。

    星系的空間分布不是無規(guī)的,，它也有成團(tuán)現(xiàn)象。上千個(gè)以上的星系構(gòu)成的大集團(tuán)叫星系團(tuán),。大約只有10%星系屬于這種大星系團(tuán),。大部分星系只結(jié)成十幾、幾十或上百個(gè)成員的小團(tuán),?？梢钥隙ǖ氖牵窍祱F(tuán)代表了宇宙結(jié)構(gòu)中比星系更大的一個(gè)新層次,。這層次的尺度大小為百萬秒差距,，平均質(zhì)量是星系平均質(zhì)量的100倍。

    (5) 大尺度結(jié)構(gòu)

    今天人們把10Mpc以上的結(jié)構(gòu)稱為宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)（目前觀測到的宇宙的大小是104Mpc）,。至今大尺度上的觀測事實(shí)遠(yuǎn)不是十分明確的,。有趣的是，有跡象表明,，星系在大尺度上的分布呈泡沫狀,。即有許多看不到星系的"空洞"區(qū)，而星系聚集在空洞的壁上,，呈纖維狀或片狀結(jié)構(gòu),。這一層次的結(jié)構(gòu)叫超星系團(tuán)。它的典型尺度為幾十兆秒差距,。

    從演化理論來考慮,，尺度大到一定程度，應(yīng)不再有結(jié)構(gòu)存在,。這是否符合事實(shí),，以及這尺度多大,，都是十分重要，并需要有大尺度觀測來回答的問題?，F(xiàn)今對宇宙在50Mpc以上是否還有顯著的結(jié)構(gòu)現(xiàn)象存在,，正是人們熱烈爭論中的焦點(diǎn)。

    總之,，若把星系看成宇宙物質(zhì)的基本單元,，那么星系的分布狀況就是宇宙結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)。現(xiàn)在看來,，直至50Mpc的尺度為止,，星系的分布呈現(xiàn)有層次的結(jié)構(gòu)。這就是我們對宇宙面貌的基本認(rèn)識,。