人類眼中的宇宙是一個無限延展的空間，幾千年來，關於宇宙產生了種種既令人興奮又令人著迷的話題：宇宙究竟從何而來？它有多大，邊界在哪兒？它會消亡嗎？它又包含多少物質，各自又有怎樣的特點？近百年來，人類不斷地研製各式各樣的望遠鏡及空間探測器，希望它們能夠幫助我們早日揭開宇宙的神秘麵紗。
（第一節）仰望太空——神秘的宇宙
人類對宇宙的認識是一個不斷探索研究和發展的過程，從“天圓地方說”到“地心說”，再到“日心說”。直到17世紀，牛頓的萬有引力定律，奠定了經典的宇宙學基礎。以上這些宇宙觀基本上隻是局限於太陽係範圍，還稱不上宇宙結構。隨著近代科學的進步，人類對宇宙的認識有了轉變。20世紀初德國物理學家愛因斯坦發表了，“廣義相對論”，並率先運用這一理論考察了宇宙整體的運動特征和可能的演變方式，從理論上開創了現代宇宙學。
一、蒙昧到睿智——人類對宇宙的認識
公元前7世紀，巴比倫人認為，天和地都是拱形的，大地被海洋所環繞，而其中央則是高山。古埃及人把宇宙想象成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子，大地的中央則是尼羅河。古印度人想象圓盤形的大地負在幾隻大象身上，而象則站在巨大的龜背上。公元前7世紀末，古希臘的泰勒斯認為，大地是浮在水麵上的巨大圓盤。上麵籠罩著拱形的天穹。
公元2世紀，古希臘天文學家托勒密在總結前人對宇宙認識的基礎上，提出“地球中心說”的宇宙模式。這一學說認為地球在宇宙的中央安然不動，月亮、太陽和諸行星以及最外層的恒星都在以不同的速度繞著地球旋轉。為了說明行星運動的不均勻性，他還認為行星在本輪上繞其中心轉動，而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。地心說曾在歐洲流傳了1000多年。
1543年，哥白尼在他出版的不朽名著《天體運行論》中係統地提出了“日心說”。在他的日心體係中，太陽居於宇宙的中心靜止不動，包括地球在內的所有行星都圍繞太陽轉動，它們離太陽由近及遠的排列次序為水星、金星、地球、火星、木星、土星（當時還沒有發現天王星、海王星），而月亮則繞地球轉動。恒星在離開太陽很遠很遠的一個圓球麵上靜止不動。
1687年，牛頓通過蘋果落地得到啟示而提出了萬有引力定律和牛頓三大定律，深刻揭示了行星繞太陽運動的力學原因，使日心說有了牢固的力學基礎。牛頓創立了天體力學，使人們在這以後可以以力學方法研究宇宙學。
由於有物質的存在，空間和時間會發生彎曲，而引力場實際上是一個彎曲的時空。愛因斯坦用太陽引力使空間彎曲的理論，很好地解釋了水星近日點運動中一直無法解釋的43秒。廣義相對論的第二大預言是引力紅移，即在強引力場中光譜向紅端移動。廣義相對論的第三大預言是引力場使光線偏轉。最靠近地球的大引力場是太陽引力場，愛因斯坦預言，遙遠的星光如果掠過太陽表麵將會發生1.7秒的偏轉。這一預言後來被英國天文學家愛丁頓的實驗研究所證實。
二、探索宇宙的起源
宇宙，是所有天體共同的家園。但宇宙是什麼時候、如何形成的？千百年來，一直是人類探討的話題，並隨著人類文明的進步和科學技術的發展而逐步加深。20世紀初期，人們開始科學地探討宇宙的起源，科學家提出了“宇宙大爆炸理論”。今日之宇宙是在大約150億年前發生的一次無比壯觀的大爆炸中形成的。
20世紀以來，有兩種“宇宙模型”比較有影響。一是穩態理論，它認為宇宙在大尺度上的物質分布和物理性質是不隨時間變化的，是穩恒不變的。不僅在空間上是均勻的，各向同性的，而且在時間上也是穩定的。另一類叫演化態模型，它認為宇宙在大尺度上的物質分布和物理性質是隨時間在變化的。1917年，愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個靜態、有限、無界的宇宙模型，奠定了現代宇宙學的基礎。但在眾多的宇宙模型中，目前影響較大的是熱大爆炸宇宙學說。