文章发表于2026-03-27 09:45:20，归属【科技前沿】分类，已有7人阅读
太空是宇宙的广阔空间，能量与物质 —— 占据空间且具有质量的东西 —— 存在其中。因此，它并非空无一物。你是否知道，整个宇宙中仅有不到 5% 是普通的可见物质？这包括所有固体、液体、气体和其他微小粒子，这些构成了我们能看到和相互作用的物体，比如恒星和行星。
尽管我们目前尚无法看见或探测到它们，但我们认为暗物质与暗能量在宇宙及其运行规律中占据极大比重。
太空中充满辐射。其中一部分源自宇宙诞生之初。宇宙微波背景辐射向我们证明，我们的宇宙拥有 138 亿年的历史，并始于大爆炸。
自大爆炸以来，太空一直在膨胀，从一个单点演变为如今的尺度。事实上，它至今仍在膨胀，且膨胀速度正在加快。我们尚不清楚膨胀加速的原因，但科学家认为这与暗能量有关。
太空始于何处？
依照官方界定，我们通常认为外太空始于地球海平面上方 100 公里处。我们将这条界线称为卡门线。
然而，天空与太空之间实际上并无精确分界点。相反，海拔越高，地球大气层就越稀薄，直至过渡为太空。大气层的最外层被称为外大气层，其边界至少延伸至距离地球一万公里处。
从太阳喷射而出的物质，在太阳系周围形成一层具有防护作用的泡状结构，即日球层。该物质的影响终止于一个边界。越过这一边界，便是星际空间 —— 恒星之间的空间。
星云
星云是太空中由尘埃与气体构成的云团。
星云往往是新恒星诞生之地，尘埃与气体在引力作用下聚集在一起。走向消亡的恒星，也会在其生命最后阶段抛射出自身物质，进而形成星云。
部分星云能够自身发光，另一些则反射邻近恒星的光线。暗星云会遮蔽光线，在天空中形成黑暗斑块。
恒星
恒星是由超高温气体构成的巨大球体。其中心的原子被挤压在一起，生成各类元素与能量，这些能量以光和热的形式释放出来。
幼年恒星 —— 被称为原恒星 —— 由星云聚集、在自身引力下坍缩并开始产生热量而形成。
当原恒星变得足够炽热、密度足够大，从而引发核聚变、将氢转化为氦时，我们便称其为主序星。这一阶段能够持续数十亿年。
最终，恒星耗尽作为燃料的氢，其核心在引力作用下坍缩。核心被挤压的过程中温度升高、压强增大，进而使恒星膨胀。
小型恒星，例如我们的太阳，会从矮恒星膨胀为红巨星。大约五十亿年后，太阳将吞噬其附近的行星，或许包括地球。又过五十亿年，它将会收缩，变为一颗白矮星，并在数十亿年间逐渐冷却。
大质量恒星会以一场爆炸终结生命，这一爆炸被称为超新星爆发。其核心坍缩时会产生剧烈冲击波，使恒星外层物质向外抛散。残留下来的致密核心被称为中子星。倘若恒星体量极其庞大，爆炸之后或许会演变为黑洞。
恒星发生超新星爆发时，其内部生成的元素会被散播至太空之中。我们已知的几乎所有元素，都诞生于恒星内部。不同元素组合形成气体、矿物、水以及其他生命所需物质。这意味着，你我皆由星尘构成。
黑洞
黑洞所遵循的物理规律，与我们在地球上所感知的截然不同。
黑洞拥有极强的引力场。任何事物 —— 物质、能量、甚至光线 —— 一旦距离过近，便无法逃脱。这一临界位置被称为事件视界。黑洞的中心是奇点。在奇点处，我们现有的物理定律完全失效，也就是说，我们无法预测那里会发生什么。
黑洞不会释放光线或其他辐射，因此我们无法像观测恒星、行星那样在天空中寻找黑洞。但我们依然能够发现它们：我们可以探测黑洞产生的引力波，或是观测其周围由尘埃与气体构成、能够发光的吸积盘。
星系中遍布恒星级黑洞。这类超大质量黑洞的质量可达太阳的数十万乃至数百万倍，它们位于各个星系的中心。
行星系统与星系
恒星具备强大引力。其附近的一切物体都会被吸引。这阻止了行星、小行星、彗星等天体飘向太空。
这些天体运行速度极快 —— 快到足以抵消恒星施加的引力。因此，它们围绕恒星运转，而非坠入恒星。绝大多数围绕恒星运行的天体拥有略微椭圆的轨道，即沿着椭圆形路径运动。
我们将拥有行星环绕的恒星系统称为行星系统。因此，太阳系就是一个行星系统。它诞生于约 46 亿年前，一团名为太阳星云的尘埃云团在自身引力下坍缩而成。在我们所在的银河系中，人类已发现数千个类似的行星系统。
星系由恒星、环绕恒星的天体、尘埃与气体构成，所有物质均由引力维系在一起。
星系形态各异，但大多数星系（包括银河系）均为螺旋星系。这类星系呈扁平旋转盘状，拥有从中心向外延展的旋臂。
绝大多数大型星系的中心都存在一个超大质量黑洞。银河系中心的黑洞名为人马座 A 星，距离地球超过 2.5 万光年。
行星
一个天体若要被认定为行星，必须满足以下条件：（1）围绕一颗恒星运转。（2）体积足够大，使得引力将其塑造成球形。（3）依靠自身引力清空其运行轨道上其他同等大小的天体。
太阳系中有八颗行星。我们将其分为三类：类地行星、气态巨行星与冰巨行星。
水星、金星、地球与火星是类地行星。它们拥有固态表面，主要由金属或硅酸盐矿物构成 —— 硅酸盐岩石由硅、氧及其他元素组成。
木星与土星是气态巨行星。它们没有固态表面，主要由流动的气体（例如氦气与氢气）构成。
天王星与海王星是冰巨行星。它们同样含有氢与氦，但由于距离太阳极其遥远，其气体大多处于冻结状态。
太阳系中还存在若干矮行星，包括冥王星与谷神星。矮行星与行星相似，但未能满足成为行星的全部三项核心判定标准。
系外行星是太阳系之外的行星。它们的类型可能与太阳系行星相似，也可能截然不同。例如，人类已发现超级地球（质量大于地球、轻于冰巨行星）以及热木星（例如 HD 189733 b）。
地球及其邻近天体围绕太阳（一颗恒星）运转，但宇宙中还存在流浪行星，它们在星际空间中自由漂泊。银河系中或许存在数十亿颗流浪行星。
卫星
卫星围绕行星运行，部分卫星也围绕小行星运转。月球在引力作用下呈球形，但其他卫星形态更为不规则。
月球形成于 45 亿年前。如今它状态相对稳定，但其表面的暗色区域 —— 月海 —— 曾经是熔岩海洋，如今已凝固为玄武岩。月球拥有自身的大气层，岩石中还封存着少量水分。
其他行星的卫星活动更为剧烈。例如，围绕木星运转的木卫一，其表面分布着四百多座活火山。
并非所有行星都拥有卫星 —— 水星与金星没有卫星。另一些行星的卫星数量远多于地球 —— 土星拥有惊人的 274 颗卫星，其数量还在持续增加！
小行星与彗星
小行星是围绕太阳运转的岩石或金属天体。它们是太阳系形成过程中遗留下来的物质。小行星直径从数米到数百公里不等。部分小行星由松散物质聚集而成，另一些则质地坚硬，拥有金属内核。
约有三万七千颗小行星运行在与地球相近或更近的轨道上。我们将其称为近地小行星。然而绝大多数小行星分布在更远的位置，即火星与木星之间的小行星带。
彗星如同又大又脏的雪球。它们是由尘埃、岩石与冰块组成的星体，源自海王星之外的柯伊伯带，或是太阳系边缘的奥尔特云。部分彗星拥有极度狭长的椭圆形轨道。
短周期彗星环绕太阳一周的时间少于 200 年，长周期彗星则需要超过 200 年。当它们的轨道使其靠近太阳时，太阳的热量会促使其释放气体，有时会在其身后形成可见的彗尾。