美国国家航空航天局的“旅行者”2号探测器离开地球的距离已接近160亿千米。发射于1977年的这个探测器分别在1979年和1981年飞掠了木星和土星，之后又在1986年和1989年分别造访了天王星和海王星。现在它正在朝太阳系的边缘进发，向外进入星际空间。不过，即便以超过55 000千米的时速，它要运行……

这里的一切都关乎于太阳无论是字面上的，还是象征意义上的。太阳的质量占据了太阳系总质量的99％，它几乎完全由氢和氦构成，它们是大自然中最轻的两种元素。剩下的1％——行星、卫星、小行星、冰质矮行星和彗星——不过是太阳诞生时的残留物。我们的地球就像是火山上沙砾堆中的一粒沙子。 太阳系是我们的宇宙后院，太阳……

天文学和人类自身一样古老。几万年前，我们的祖先就已经在瞭望并赞叹闪耀的夜空、白天和黑夜以及夏季和冬季的规则交替。宇宙（在希腊语中意为“秩序”）是一个不朽且神圣而完美的地方。 几千年前，在位于幼发拉底河和底格里斯河之间的古巴比伦（位于今天的伊拉克境内），人们就开始对太阳、月亮和行星的运动进行系统的记录……

几百年前，认为恒星也有生老病死是不可想象的，当时恒星在人们眼中是永恒的。今天我们知道，宇宙中没有什么是永恒的。10亿年前或者10亿年后的夜空看起来会和现在的截然不同。我们现在所看到的低温黑色气体和尘埃云有一天会变成闪耀的新恒星。 类太阳恒星的寿命约为100亿年。因此，诞生一颗恒星所需的时间远超人类婴……

1600年前后，荷兰的眼镜制造商汉斯·利佩尔希和扎卡赖亚斯·扬森发明了望远镜。原理很简单：先用凸透镜（物镜）来产生被观测物体的放大图像，然后用凹透镜（目镜）来观看。1688年，艾萨克·牛顿发明了第一架反射式望远镜，其物镜是一个凹面镜。 无论折射（透镜）还是反射式望远镜，越大的物镜越能看到更暗的恒星和……

就像我们的太阳一样，人们在夜空中所看到的每颗恒星都是一个巨大的高温气体球。它们是宇宙的核电站，通过把一种元素转变成另一种元素来产生能量。这些“女巫的核大锅”会制造出越来越重的原子，它们之后会成为有机分子和生物体的要素。 1835年，法国哲学家奥古斯特·孔德声称，我们永远无法知道恒星是由什么构成的；毕……

虽然要花一段长得难以想象的时间，但在某个时候，恒星都会迎来其生命的终点。它从宇宙舞台消失的方式主要由它的质量来决定。例如，一颗小型的小质量矮星其氢储备可以维持几百亿年或几千亿年，因为它内部核聚变反应的速度很慢。最终，它会逐渐冷却并停止产能。 类太阳恒星则会产生相对较为壮观的景象。仅100亿年后，它就……

地球是绕太阳公转的8颗行星之一，但太阳却并不唯一，和数千亿颗其他恒星一样，它也是银河系的一部分。你可以把银河系看作一个有着数千亿居民（恒星）的巨大宇宙都会。它们中的一些过着独居的生活，但至少一半的恒星都拥有一颗或多颗行星。 银河系就其结构而言，确实和城市十分相似。有新生儿的年轻家庭住在安静的郊区，市……

在探索宇宙的时候，地面上的望远镜总要面对地球的大气层。即使是无云的天空，大气中也含有尘埃和水汽，空气会不断地湍动，大气会吸收许多种类的辐射，因而人们无法从地面上很好地进行观测。早在太空时代之前，天文学家就梦想把望远镜送入环绕地球的轨道来克服这些障碍。 太空旅行让照相机和望远镜摆脱大气的束缚成为了可能……

银河系并非宇宙中唯一的星系。大约100年前，人们开始认识到，夜空中许多小而暗的星云其实都是远离银河系的遥远星系。 所有这些星系并不是均匀分布在整个宇宙中的。就像地球上的城市往往集中在更大的都市群中，星系也会形成或大或小的群体。就像城市经常会被较小的郊区和乡村包围，较大的星系也都伴随着较小的“矮”星系……

如果说恒星是宇宙的居民，那么星系就是它们居住的村庄和城市。宇宙中差不多所有的恒星都隶属于某个星系，几乎根本不可能在星系际的空间里找到它们。因此，星系是宇宙无尽黑暗海洋中的一座座小小光岛。 直到20世纪初，天文学家们才意识到，我们的银河系只不过是宇宙中无数星系里的一个。我们现在知道，可观测宇宙中包含了……

人眼能感知的只有可见光，即波长在400纳米（紫色）到700纳米（红色）之间的电磁辐射。因此，人们花了很长的时间才发现自然界中还有完全不同类型的辐射存在。1800年，威廉·赫歇尔偶然发现了红外辐射，1801年约翰·里特发现了紫外线辐射，1895年威廉·伦琴发现了X射线。在宇宙中也存在所有这些其他类型的……

乔治·阿贝尔必定会经常眼睛酸疼。1957年，这位美国天文学家为其博士研究的部分工作在帕洛玛巡天底片上花了非常长的时间，底片记录了数以百万计的恒星和暗弱的星系。由于当时没有计算机，所以阿贝尔不得不用肉眼来筛查所有的影像，进而寻找星系团：在天空中由几十或几千个距离相同的星系所组成的紧密集合。1958年阿……

宇宙学研究宇宙的诞生、演化和结构，根据定义是最包罗万象的科学。当然，它也需要极大的想象力。好几个世纪以来，宇宙学所探究的问题都是在宗教和哲学领域。比如：世间的一切是如何开始的？人类在我们这个伟大的宇宙中处于什么地位？ 直到20世纪初，有关宇宙起源和演化的寓言、神话和猜想才逐渐让位给了基于客观观测的科……

在下面的星图中所展示的是从地球上能看到的夜空。这些星图由荷兰天体制图家威尔·蒂里奥为本书特别绘制。 这些星图中的所有恒星都可以用肉眼看见，观看双星、星云和星系则往往需要望远镜辅助。本书中所提到的大多数天体都可以在这些星图上找到。 星图1中的恒星都位于北天极周围的天区，只有在北半球才能看见。对于北回归……