宇宙是所有时间、空间及其包含的内容物的总和，包括行星、恒星、星系、星系团以及所有其他形式的物质和能量。
当前被广泛接受的宇宙起源理论是"大爆炸理论"，该理论认为宇宙诞生于约138亿年前的一次巨大爆炸。从一个无限致密和高温的奇点开始，宇宙不断膨胀、冷却，逐渐形成了今天我们所看到的结构。
宇宙的演化可以分为几个关键阶段：
宇宙的组成是现代物理学中最令人着迷的谜题之一。根据最新的观测数据，宇宙主要由以下成分构成：
"宇宙不仅比我们想象的更奇怪，它比我们能够想象的更奇怪。" —— 亚瑟·爱丁顿
宇宙的尺度难以想象。光在一年内传播的距离约为9.46万亿公里，称为一光年。我们的银河系直径约为10万光年，而可观测宇宙的直径约为930亿光年。
在可观测宇宙中，估计有2万亿个星系，每个星系包含数十亿到数万亿颗恒星。我们的太阳只是银河系中约1000-4000亿颗恒星之一，位于距离银河中心约2.6万光年的猎户臂上。
太阳系有八颗行星，它们围绕太阳运行，各具特色。从灼热的水星到遥远的海王星，每颗行星都有其独特的魅力。
类地行星是太阳系中靠近太阳的四颗行星：水星、金星、地球和火星。它们主要由岩石和金属构成，体积相对较小。
位置：距离太阳最近的行星
直径：4,879 km
一天长度：58.6 地球日
一年长度：88 地球日
特点：表面布满陨石坑，没有大气层保护，昼夜温差极大（-173°C 至 427°C）
位置：第二颗行星
直径：12,104 km
一天长度：243 地球日（太阳系中最长）
一年长度：225 地球日
特点：有浓厚的二氧化碳大气层，表面温度高达467°C，大气压是地球的92倍
位置：第三颗行星
直径：12,756 km
一天长度：24 小时
一年长度：365.25 天
特点：唯一已知有液态水和生命存在的行星，71%表面被水覆盖
位置：第四颗行星
直径：6,792 km
一天长度：24.6 小时
一年长度：687 地球日
特点：有稀薄大气层，表面有巨大火山和峡谷，两极有冰盖，可能曾经有液态水
气态巨行星是太阳系中远离太阳的四颗行星：木星、土星、天王星和海王星。它们主要由氢和氦构成，体积巨大，没有固体表面。
位置：第五颗行星
直径：139,820 km（太阳系最大）
一天长度：9.9 小时（太阳系最短）
一年长度：11.9 地球年
特点：质量是其他所有行星总和的2.5倍，有明显的条纹和大红斑（持续数百年的风暴）
位置：第六颗行星
直径：116,460 km
一天长度：10.7 小时
一年长度：29.5 地球年
特点：拥有壮观的光环系统，由冰粒和岩石组成，密度小于水
位置：第七颗行星
直径：50,724 km
一天长度：17.2 小时
一年长度：84 地球年
特点：轴倾斜度大（98度），呈蓝绿色，有微弱光环，大气中含有甲烷
位置：第八颗行星
直径：49,244 km
一天长度：16.1 小时
一年长度：165 地球年
特点：深蓝色外观，有强烈风暴和暗斑，风速可达2,100 km/h，是太阳系中风速最高的行星
星系是由恒星、行星、气体、尘埃和暗物质组成的巨大系统，通过引力相互束缚。宇宙中估计有超过2万亿个星系。
天文学家根据星系的形状将其分为三大类：
我们的家园星系，一个直径约10万光年的棒旋星系，包含1000-4000亿颗恒星。太阳位于距离银河中心约2.6万光年的猎户臂上。
银河系的中心是一个名为人马座A*的超大质量黑洞，质量约为太阳的400万倍。银河系周围有多个矮星系围绕其运行，其中最大的是大麦哲伦云和小麦哲伦云。
距离银河系最近的大型星系，约250万光年远，是本星系群中最大的星系。它是一个螺旋星系，直径约22万光年，包含约1万亿颗恒星。
仙女座星系正以约110公里/秒的速度向银河系靠近，预计约40亿年后会与银河系碰撞融合，形成一个巨大的椭圆星系。
星系并非随机分布在宇宙中，而是通过引力相互吸引形成更大的结构。星系团是由数百到数千个星系组成的集团，而超星系团则是由多个星系团组成的更大结构。
我们的银河系属于本星系群，本星系群又属于室女座超星系团，后者包含约100个星系群和星系团，跨度约1.1亿光年。
在最大的尺度上，宇宙呈现出"泡沫状"结构，星系和星系团分布在巨大的纤维状结构上，围绕着巨大的空洞。这种结构被认为是由早期宇宙中的微小密度波动发展而来的。
目前已知的最大结构是"武仙-北冕座长城"，这是一个巨大的星系集群，延伸超过100亿光年，是可观测宇宙中已知最大的单一结构。
宇宙中存在着许多令人惊叹的现象，从黑洞到超新星爆发，这些现象挑战着我们对物理世界的理解。
黑洞是时空的一个区域，其引力非常强大，以至于任何东西，甚至光，都无法从中逃逸。它们形成于大质量恒星（通常超过太阳质量的20倍）的引力坍缩，其密度无限大的中心被称为奇点。
黑洞有几种类型：恒星级黑洞（由大质量恒星死亡形成）、超大质量黑洞（位于大多数星系中心，包括银河系）和中等质量黑洞（罕见，质量介于前两者之间）。
虽然黑洞本身不可见，但天文学家可以通过它们对周围物质的引力效应和吸积盘（被吸入黑洞的物质形成的高温盘）来探测它们的存在。
超新星是大质量恒星在生命末期发生的剧烈爆炸。这一事件极其明亮，有时可以在整个星系中看到，释放的能量相当于太阳在其整个生命周期中释放能量的总和。
超新星有两种主要类型：Ia型由白矮星吸积伴星物质达到临界质量引发，II型由大质量恒星核心坍缩引发。
超新星爆发是重元素形成的重要过程，从碳到铀的元素都是在超新星中产生的。这些元素后来成为行星和生命的组成部分，天文学家常说"我们都是星尘"正是这个原因。
引力透镜是爱因斯坦广义相对论预测的现象，当大质量天体（如星系团）的引力弯曲并放大了更远天体的光线时发生。这种效应类似于光学透镜，但由引力场引起。
引力透镜有几种形式：强透镜会产生明显的扭曲和多重像；弱透镜会产生微小的形状扭曲；微透镜则会导致背景恒星短暂变亮。
这一效应是天文学家研究遥远星系的重要工具，也为暗物质的存在提供了有力证据，因为暗物质虽然不可见，但通过其引力透镜效应可以被探测到。
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的爆炸，释放的伽马射线能量超过太阳在其整个生命周期中释放的能量总和。这些爆发持续时间从几毫秒到几十分钟不等。
伽马射线暴有两种类型：长暴（持续超过2秒）与大质量恒星的核心坍缩相关；短暴（持续不到2秒）则被认为是由中子星合并引起的。
这些爆发发生在非常遥远的星系，是可观测宇宙中最遥远的天体之一。如果伽马射线暴发生在我们银河系内且方向朝向地球，可能会对地球的生命造成严重威胁。
宇宙微波背景辐射是大爆炸留下的热辐射，是宇宙中最古老的光，形成于大爆炸后约38万年。它均匀地分布在整个宇宙中，温度约为2.7开尔文（-270.45°C）。
这种辐射是在1965年由阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊偶然发现的，为大爆炸理论提供了强有力的证据，他们因此获得了1978年诺贝尔物理学奖。
对宇宙微波背景辐射的精确测量（如WMAP和普朗克卫星的观测）揭示了早期宇宙的微小密度波动，这些波动后来发展成为我们今天看到的星系和星系团。