中子星，是超大质量恒星爆炸形成超新星时残留的内核，它是密度非常高的天体，相当于将太阳的质量装入一个直径仅有20千米的球体内。中子星能够每秒旋转数百次，由于超强的引力作用和旋转速度，中子星可在时空中形成较大的“涟漪”，但如果其表面包含隆起或其他瑕疵，时空中出现的“涟漪”将出现不均匀性。中子星的表面被认为是由富含中子微粒的结晶层，是一种固体坚硬的外层。中子星表面的原子排列地比钢铁更加紧密，其强度是钢铁断点的100亿倍。坚硬的表面意味着中子星能够支撑大量的表面隆起地形——“山脉”，可能在中子星表面能够支撑一些10厘米高的地形隆起，延伸至几公里之外。[45]研究认为黄金和其他重金属元素可能来自于中子星碰撞的大爆炸。[46]
夸克星，是一种假设的星体。恒星爆发之后会留下遗骸，一颗中子星或者一个黑洞。但如果这个遗骸比上质量太小无法成为黑洞，比下质量太大无法形成中子星，则形成夸克星。虽然还没有被观测到，但天文学家们相信它们应该是存在的。夸克星其实是由奇异夸克物质所组成的，所以它们还被称为奇异星。[47]
黑洞天鹅座V404正在吞噬伴星中的物质
黑洞，一种特别致密的暗天体。大质量恒星在其演化末期发生塌缩，其物质特别致密，它有一个称为“视界”的封闭边界，黑洞中隐匿着巨大的引力场，因引力场特别强以至于包括光子(即组成光的微粒，速度c=3*10^8ms)在内的任何物质只能进去而无法逃脱。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。黑洞的最特别之处在于它的“隐身术”，原因是弯曲的空间。光是沿直线传播的。根据广义相对论，空间会在引力场作用下弯曲。形象地理解，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。在地球上，由于引力场作用很小，这种弯曲是微乎其微的。而在黑洞周围，空间的这种变形非常大。这样，即使是被黑洞挡着的恒星发出的光，虽然有一部分会落入黑洞中消失，可另一部分光线会通过弯曲的空间中绕过黑洞而到达地球。所以，我们可以毫不费力地观察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一样，这就是黑洞的隐身术。黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家斯蒂芬·威廉·霍金于1974年做此预言时，整个科学界为之震动。他发现黑洞周围的引力场释放出能量，同时消耗黑洞的能量和质量。如果在黑洞附近创生一对正负粒子，其中一个粒子被吸入黑洞，那么创生的反粒子会被吸入黑洞，而正粒子会逃逸，由于能量不能凭空创生，我们设反粒子携带负能量，一个反粒子被吸入黑洞可视为一个正粒子携带正能量从黑洞逃逸。而爱因斯坦的公式E=mc^2表明，能量的损失会导致质量的损失。当黑洞的质量越来越小时，它的温度会越来越高。这样，当黑洞损失质量时，它的温度和发射率增加，因而它的质量损失得更快。因此霍金预测黑洞以极高的速度辐射能量，直到黑洞的爆炸。[48]
中国古人曾提出盖天说、宣夜说和浑天说，在春秋战国时期民间就有嫦娥奔月的传说，汉代学者张衡也曾提出“宇之表无极，宙之端无穷”的无限宇宙概念。浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋，天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄。张衡认为浑天说比较符合观测的实际。[4]
公元前7世纪，巴比伦人认为，天和地都是拱形的，大地被海洋所环绕，而其中央则是高山。
古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子，大地的中央则是尼罗河。
古犹太人认为，地球是宇宙的中心，周围绕着一圈星球，再往外去，寥落地分布着其余天体。有一个静止的天球存在，在其内部，星球各居其位，转动不止。[5]
地球原来是近似圆形
最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪，毕达哥拉斯从美学观念出发，认为一切立体图形中最美的是球形，主张天体和大地都是近似球形的。[6]这一观念为后来许多古希腊学者所继承，被17世纪初麦哲伦的环球航行所证实。[7]
地心说、日心说和万有引力定律
托勒密的地心说示意图
公元2世纪，C.托勒密提出了世界上第一个行星体系模型地心说。地球处于宇宙中心。从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。为了说明行星运动的不均匀性，提出行星在本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动。[8]
1543年，N.哥白尼所着《天球运行论》正式提出了“日心说”观点，[9]认为太阳是行星系统的中心，一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，它上面像陀螺一样自转，一面又和其他行星一样围绕太阳转动。在中世纪的欧洲，托勒密的地心说由于符合神权统治理论的需要，一直占有统治地位。为了扞卫日心说，不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继的斗争，付出了血的代价。[10]
1609年，J.开普勒的开普勒三定律揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转，发展了日心说，为牛顿万有引力定律的提出打下了基础。[11]1608年利普赛发明望远镜后，伽利略立即加以改造并指向苍穹。
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