1、宇宙
宇宙是萬物的總稱，是時間和空間的統一。宇宙是物質世界，不依賴於人的意志而客觀存在，並處於不斷運動和發展中，在時間上無始無終，在空間上無邊無際。宇宙是多樣而又統一的：其多樣在於物質表現狀態的多樣性；其統一在於其物質性。
“宇宙”一詞，最早大概出自我國古代著名哲學家墨子（約公元前468-376）。他用“宇”來指東、西、南、北，四面八方的空間，用“宙”來指古往今來的時間，合在一起便是指天地萬物。把“宇宙”的概念與時間和空間聯繫在一起，體現了我國古代人民的智慧。
2、宇宙的不斷膨脹
科學家認為宇宙起源於137億年前之間的一次難以置信的大爆炸。這是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙邊緣的光到達地球要花120億年到150億年的時間。大爆炸散發的物質在太空中漂游，由許多恆星組成的巨大的星系就是由這些物質構成的，我們的太陽就是這無數恆星中的一顆。原本人們想象宇宙會因引力而不再膨脹，但是，科學家已發現宇宙中有一種 “暗能量”會產生一種斥力而加速宇宙的膨脹。
大爆炸後的膨脹過程是一種引力和斥力之爭，爆炸產生的動力是一種斥力，它使宇宙中的天體不斷遠離；天體間又存在萬有引力，它會阻止天體遠離，甚至力圖使其互相靠近。引力的大小與天體的質量有關，因此，宇宙中物質密度的大小決定著宇宙的變化趨勢。
理論上存在某種臨界密度。如果宇宙中物質的平均密度小於臨界密度，宇宙就會一直膨脹下去，稱為開宇宙；要是物質的平均密度大於臨界密度，膨脹過程遲早會停下來，並隨之出現收縮，稱為閉宇宙。
3、人類對宇宙的認識
公元前6世紀，畢達哥拉斯從美學觀念出發，認為一切立體圖形中最美的是球形，主張天體和我們所居住的大地都是球形的。公元2世紀，C.托勒密提出了一個完整的地心說（宇宙以地球為中心）。1543年，N.哥白尼提出科學的日心說，認為太陽位於宇宙中心，而地球則是一顆沿圓軌道繞太陽公轉的普通行星。1609年，J.開普勒揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉，發展了哥白尼的日心說，同年，伽利略·伽利雷則率先用望遠鏡觀測天空，用大量觀測事實證實了日心說的正確性。1687年，I.牛頓提出了萬有引力定律，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。1584年，喬爾丹諾·布魯諾認為恆星都是遙遠的太陽。18世紀上半葉，由於E.哈雷對恆星自行的發展和J.布拉得雷對恆星遙遠距離的科學估計，布魯諾的推測得到了越來越多人的贊同。18世紀中葉，康德等人還提出，在整個宇宙中，存在著無數像我們的天體系統(指銀河系)那樣的天體系統。1911年，E.赫茨普龍建立了第一幅銀河星團的顏色星等圖；1913年，伯特蘭•阿瑟•威廉•羅素則繪出了恆星的光譜-光度圖，即赫羅圖。1924年，亞瑟·斯坦利·愛丁頓提出了恆星的質光關係；1937～1939年，C.F.魏茨澤克和貝特揭示了恆星的能源來自於氫聚變為氦的原子核反應。這兩個發現導致了羅素理論被否定，並導致了科學的恆星演化理論的誕生。1917年，A.阿爾伯特·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。
4、銀河系
銀河系是地球和太陽所屬的星系。因其主體部分投影在天球上的亮帶被我國稱為銀河而得名。銀河系約有2000多億個恆星。銀河系側看像一箇中心略鼓的大圓盤，整個圓盤的直徑約為10萬光年，太陽位於距銀河中心2.3萬光年處。鼓起處為銀心是恆心密集區，故望去白茫茫的一片。銀河系呈旋渦狀，有4條螺旋狀的旋臂從銀河系中心均勻對稱地延伸出來。銀河系中心和4條旋臂都是恆星密集的地方。從遠處看，銀河系像一個體育鍛鍊用的大鐵餅，大鐵餅的直徑有10萬光年，相當於946080000億公里。中間最厚的部分約12000光年。太陽位於一條叫做獵戶臂的旋臂上，距離銀河系中心約2.3萬光年。
5、太陽系
太陽系是以太陽為中心，與所有受到太陽重力約束的天體的集合體：8顆行星、至少165顆已知的衛星、3顆已經辨認出來的矮行星（冥王星和他的衛星）和數以億計的太陽系小天體。廣義上，太陽系的領域包括太陽，4顆像地球的內行星，由許多小岩石組成的小行星帶，4顆充滿氣體的巨大外行星，充滿冰凍小岩石，被稱為柯伊伯帶的第二個小天體區。在柯伊伯帶之外還有黃道離散盤面和太陽圈，和依然屬於假設的奧爾特雲。
依照至太陽的距離，行星序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，8顆中的6顆有天然的衛星環繞著，這些星習慣上因為地球的衛星被稱為月球而都被視為月球。在外側的行星都有由塵埃和許多小顆粒構成的行星環環繞著，而除了地球之外，肉眼可見的行星以五行為名，在西方則全都以希臘和羅馬神話故事中的神仙為名。三顆矮行星是冥王星，柯伊伯帶內最大的天體之一，穀神星，小行星帶內最大的天體，和屬於黃道離散天體的鬩神星。
6、太陽活動週期
這一週期平均為22年，它包含兩個11年的太陽黑子週期，在每個週期中，太陽黑子的磁極極性相反，而其他各種日面現象的變化也象黑子一樣有兩次高潮和兩次低潮。這些日面現象包括日珥、耀斑和磁效應等的頻數起伏，磁效應則包括極光和對地球上無線電干擾的增強。太陽黑子的11年基本週期（有時也稱為太陽活動周）是施瓦貝於1843年宣佈發現的。有人企圖把太陽活動週期同其他各種現象的變化聯繫在一起，如太陽直徑的微小變化。甚至樹木年輪的變化都同太陽活動週期有關。
日斑即太陽黑子。在太陽的光球層上，有一些旋渦狀的氣流，像是一個淺盤，中間下凹，看起來是黑色的，這些旋渦狀氣流就是太陽黑子。黑子本身並不黑，之所以看得黑是因為比起光球來，它的溫度要低一、二千度，在更加明亮的光球襯托下，它就成為看起來像是沒有什麼亮光的、暗黑的黑子了。太陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動，是太陽活動中最基本，最明顯的活動現象。一般認為，太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦，溫度大約為4500攝氏度。
7、載人探測太空的記錄
第一個進入太空（以超過100公里的高度來定義）的人是前蘇聯的太空人尤里·加加林，於1961年4月12日搭乘東方一號升空。第一個在地球之外的天體上漫步的是尼爾·阿姆斯特朗，他於1969年7月21日乘太陽神11號登上月球。在軌道上的第一個太空站是NASA的太空實驗室，可以有多位乘員，在1973年至1974年間成功的同時乘載著三位太空人。第一個真正能讓人類在太空中生活的是前蘇聯的和平號空間站，從1989年至1999年在軌道上持續運作了將近十年，它在2001年退役。在2004年，太空船1號成為在私人的基金資助下第一個進入次軌道的太空船。
8、太陽磁場
太陽磁場是分佈於太陽和行星際空間的磁場，分大尺度結構和小尺度結構。前者主要指太陽普遍磁場和整體磁場，它們是單極性的，後者則主要集中在太陽活動區附近，且絕大多數是雙極磁場。
在太陽風作用下，太陽磁場還瀰漫在整個行星際空間，形成行星際磁場。它的極性與太陽整體磁場一致，隨著離開太陽的距離增加而減弱。各種太陽活動現象都與磁場密切相關：耀斑產生前後，附近活動區磁場有劇烈變化（如磁場湮滅）；黑子的磁場最強，小黑子約0.1特斯拉，大黑子可達0.3～0.4特斯拉甚至更高；譜斑的磁場約0.02特斯拉；日珥的形成和演化也受磁場的支配。
9、日食和月食
日食是月球繞地球轉到太陽和地球中間時，如果太陽、月球、地球三者正好排成或接近一條直線，月球擋住了射到地球上去的太陽光，月球身後的黑影正好落到地球上，這時發生日食現象。在地球上月影裡的人們開始看到陽光逐漸減弱，太陽面被圓的黑影遮住，天色轉暗，全部遮住時，天空中可以看到最亮的恆星和行星，幾分鐘後，從月球黑影邊緣逐漸露出陽光，開始生光、復圓。由於月球比地球小，只有在月影中的人們才能看到日食。月球把太陽全部擋住時發生日全食，遮住一部分時發生日偏食，遮住太陽中央部分發生日環食。發生日全食的延續時間不超過7分31秒。日環食的最長時間是12分24秒。法國的一位天文學家為了延遲觀測日全食的時間，他乘坐超音速飛機追趕月亮的影子，使觀測時間延長到了74分鐘。我國有世界上最古老的日食記錄，公元前一千多年已有確切的日食記錄。
最早的日食記錄是在公元前1217年5月26日，居住在河南安陽的人們，忽然發現光芒四射的太陽，突然產生了缺口，光色也暗淡下來。但是，在缺了很大一部分後，卻又開始復原了。這就是人類歷史上關於日食的最早記錄，它刻在一片甲骨文上。
我國古代對日食的觀察，保持了紀錄的連續性。例如在《春秋》這本編年史中記載了由公元前770年—公元前476年的244年中的37次日食。
月食是一種特殊的天文現象，是指當月球運行至地球的陰影部分時，在月球和地球之間的地區會因為太陽光被地球所遮閉，就看到月球缺了一塊。也就是說，此時的太陽、地球、月球恰好 (或幾乎) 在同一條直線，因此從太陽照射到月球的光線，會被地球所掩蓋。古代人認為發生月食是“天狗吃月亮”，於是擊鼓吶喊來拯救月亮。
10、隕石雨
隕石雨是一種隕石現象。較大的隕石在隕落過程中飛行，由於受到高溫、高壓的氣流的衝擊，會在半空發生爆裂。如果隕石母體足夠大，爆裂開的碎塊會像雨點一樣散落到地面，這種現象稱為“隕石雨”。
1976年3月8日下午，在吉林省吉林市附近地區的上空，突然發出一陣巨響，同時天空中出現三個耀眼的大火球。每個火球的周圍都有一圈藍色的光環，後面拖著一束光帶。這些火球由東北朝西南方向飛行，最後陸續降落，其中最大一個火球落地時，發出震耳欲聾的響聲，並掀起一股高達50多米的蘑菇狀煙塵。這場隕石雨規模之大，重量之巨，數量之多，實屬罕見，被稱為 “世界科學史上的一個重大事件”。
1993年8月15日14時30分至15時，在吉林省松原市新站鄉新西村也下了一陣隕石雨。據目擊者說，當時天空晴朗無雲，忽然天空中發出“空、空、空”的連續3聲巨響，響聲似雷聲。緊接著，便聽見像超載車發出的那種“嗚嗚”聲，持續兩分鐘。最後看見黑點下降。目前已發現4塊隕石。
11、彗星
彗星是星際間物質，俗稱“掃把星”。在《天文略論》這本書中寫道：彗星為怪異之星，有首有尾，俗象其形而名之曰掃把星。彗星長長的明亮而稀疏的彗尾。古時人們認為彗星離地球很近，直到1577年人們才認識到彗星離地球很遠。彗星屬於太陽系小天體。每當彗星接近太陽時，它的亮度迅速地增強。對離太陽相當遠的彗星的觀察表明它們沿著被高度拉長的橢圓運動，而且太陽是在這橢圓的一個焦點上。彗星大部分的時間運行在離太陽很遠的地方，在那裡它們是看不見的。只有當它們接近太陽時才能見到。歷史上第一個被觀測到相繼出現的同一天體是哈雷彗星，牛頓的朋友和捐助人哈雷在1705年認識到它是有周期性的，其週期是76年。歷史記錄表明自從公元前240年也可能自公元前466年以來，它每次通過太陽時都被觀測到了。它最近一次是在1986年通過的。
12、潮汐現象
潮汐現象是指海水在天體（主要是月球和太陽）引潮力作用下所產生的週期性運動，習慣上把海面垂直方向漲落稱為潮汐，而海水在水平方向的流動稱為潮流。
潮汐是所有海洋現象中較先引起人們注意的海水運動現象，它與人類的關係非常密切。海港工程，航運交通，軍事活動，漁、鹽、水產業，近海環境研究與汙染治理，都與潮汐現象密切相關。尤其是，永不休止的海面鉛直漲落運動蘊藏著極為巨大的能量，這一能量的開發利用也引起人們的興趣。
隨著人們對潮汐現象的不斷觀察，對潮汐現象的真正原因逐漸有了認識。我國古代餘道安在他著的《海潮圖序》一書中說：“潮之漲落，海非增減，蓋月之所臨，則之往從之”。哲學家王充在《論衡》中寫道：“濤之起也，隨月盛衰。”指出了潮汐跟月亮有關。到了17世紀80年代，英國科學家牛頓發現了萬有引力定律之後，提出了潮汐是由於月亮和太陽對海水的吸引力引起的假設，科學地解釋了產生潮汐的原因。
13、極光
在地球南北兩極附近地區的高空，夜間常會出現燦爛美麗的光輝。它輕盈地飄蕩，同時忽暗忽明，發出紅的、藍的、綠的、紫的光芒，這種壯麗動人的景象就叫做極光。
極光有時極短，有時卻可以延續幾個小時；有時是帶壯，有時是光團，有時是巨大的光幕；它色彩斑斕，有銀白色、有淡綠、微紅色、有紫色、深紅色，可謂蔚為壯觀。
許多世紀以來，人們一直在猜測和探索這一天象之謎。隨著科技的進步，極光的奧秘也越來越為我們所知，原來，這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品。在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽風”。太陽風是太陽噴射出的帶電粒子，是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流。太陽風在地球上空環繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏斗，尖端對著地球的南北兩個磁極，因此太陽發出的帶電粒子沿著地磁場這個“漏斗”沉降，進入地球的兩極地區。兩極的高層大氣，受到太陽風的轟擊後會發出光芒，形成極光。在南極地區形成的叫南極光。在北極地區形成的叫北極光。
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