如果你是一位天文爱好者，并且常常观察星空，同时又很幸运，那么你也许会发现天空中突然出现一颗从未见过的星。这当然是一颗新星。我们祖先称其为“客星” 。客者，陌生的客人也。客星，当然不是从别处来访的 “客人” ，新星当然也不是新诞生的星。原来，这些星星一直就存在，只不过很暗，人们看不到。它们混在满天繁星之中，常常移动并慢慢聚集，当它们越聚越多时，往往在几天之内就可以增亮成千上万倍，几亿倍甚至更多，然后又慢慢暗下去，一直恢复到爆发前的状态，人们又看不见它了。过了若干年后，它又会爆发。
天上的恒星，表面温度都在上千摄氏度甚至几万摄氏度，所以它们能够发出包括可见光在内的各种电磁辐射。 原来，在恒星内部，温度高达1000万摄氏度以上，在这样高的温度下，物质会发生热核反应。反应过程中，恒星损失一部分质量，同时释放出巨大的能量。这能量以辐射的方式从恒星表面发射至空间， 使它们长期在宇宙中闪闪发光。行星的温度远低于恒星，因此它们自己是不会发光的。 目视最亮的恒星 我们眼睛能看到的最亮的恒星依亮度为：太阳、天狼甲星、老人星、南门二、大角星。
几十年以前，科学家们根据爱因斯坦广义相对论的理论形容，预言了一种叫做“黑洞”的天体。黑洞是一种非常奇怪的天体。它的体积很小，而密度却极大，每立方厘米就有几百亿吨甚至更高。假如从黑洞上取来小粒米那样大小一块物质，就得用几万艘万吨轮船一齐拖才能拖得动它。如果使太阳变成一个黑洞，那么它的半径就将收缩至不到3000米。因为黑洞的密度大，引力极其强大，黑洞内部所有的物质，包括速度最快的光都逃脱不掉它巨大的引力。不仅如此，它还能把周围的光和其他物质吸引过来。黑洞就像一个无底洞，任何东西到了它那儿，就不用想再“爬”出来了。给它命名为“黑洞”是再形象不过了。
很早以前，天文学家在光学望远镜里就已发现一些呈云雾状的天体，人们称之为星云。星云是一种由星际空间的气体和尘埃组成的云雾状天体。星云中单位体积的物质是非常少的，如果拿地球大气的标准来衡量，有些地方几乎是真空。但星云的体积非常庞大，一般的星云范围可达几十光年。有些星云因吸收附近高温的恒星光后，利用它的能量发光的是发射星云；仅反射附近恒星的亮光的，是反射星云；而不发光的，称为暗星云。
要测量一个物体的旋转状况，一种办法就是用“角动量”。一个绕定点转动的物体，它的角动量等于质量乘以速度，再乘以该物体与定点的距离。物理学上有一条角动量守恒定律：一个转动物体，如果不受外力作用，它的角动量就不会因物体形状的变化而变化。如芭蕾舞演员在旋转中突然把手臂收起来，旋转速度就会加快，就是角动量不变的缘故。形成太阳系的原始星云原来就带有角动量，在形成太阳和行星系统之后，它的角动量不会损失，但必然发生重新分布，各个星体分别从原始星云中得到了一定的角动量。由于角动量守恒，各行星在收缩过程中转速也将越来越快。地球也不例外，它所获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转、地月系统的相互绕转和地球的自转中。这就是地球自转的原因。
星系在宇宙中一直在高速向外膨胀。在星系团内，星系的空间密度比较高，星系间的距离约为星系直径的10～1000倍。在引力的作用下，星系可以在几亿年的时间内就移动相当于本身直径那么大的距离。因此，星系的碰撞是不可避免的。在碰撞过程中，激烈的爆炸会形成几百万颗新恒星。现在有相当多的天文学家认为，大部分较大的椭圆星系就是由两个质量相当的旋涡星系相互吞并而形成的。哈勃空间望远镜的最新观测结果，还揭示了星系碰撞有时可能导致类星体的诞生。两个碰撞星系中，其中一个星系中心的大质量黑洞，吸入另一个星系中的恒星和气体，随着物质大量掉入黑洞，会产生出一股非常强烈的辐射。
银河系并不是一个单独的、固定的天体，因此，它并不是一直以同样的速度自转，其速度受到引力的影响。在恒星分布稀疏的银河系外部边缘，恒星以及其他的一些物质随较小的引力，缓慢地围绕着银河系运行。在银河系中间的隆起部分，恒星随来自四面八方的引力运行，因此，一般运行的速度又要慢一些。处于银河系中心恒星密集地区与银河系边缘之间的天体，受着来自中心的数十亿恒星的引力，因此它们会以每秒250千米左右的速度在太空中穿梭。所以，我们说银河是条“流动的河” 。
以我们日常生活的尺度来看，地球已是庞然大物，但太阳的个头更是大得惊人， 然而， 太阳却只是银河系大家庭中的普通一员，银河系里有着千亿颗像太阳这样的恒星，要让跑得最快的“光”横穿银河系，至少也得花上10万年！银河系之外还有数不清的像银河系一样庞大的天体大家庭——星系。 借助天文望远镜，我们目前所能观测到的宇宙大小至少超过100亿光年！然而， 这只是宇宙的一部分， 还很难确定宇宙究竟有多大。 但如果我们把宇宙定义成物理上可以理解的时间和空间的总和，它却并非无限大。但是这样一个有限的宇宙，我们却永远找不到它的尽头在哪里，虽然有限却没有边际。这就是“宇宙无边”最基本的涵义。 宇宙诞生初期，内部物质几乎是均匀分布的。随着宇宙的膨胀，物质开始聚集，引力把越来越多的物质聚在一起，它们相互之间形成了空间。物质聚集区域最后就形成了恒星和星系。
关于宇宙的起源大多数天文学家认为，在80亿～160亿年之前，所有的物质和能，甚至太空本身，全都集中在同一地点。当时发生了一次大爆炸，几分钟内，宇宙的基本物质如氢和氦，开始出现，这些气体聚集成巨大的天体——星系。现在宇宙似乎还在不断扩大。星系中巨大的星族，也就是超星系团，正以令人惊异的速度奔离所有其他的星系团。如果大爆炸已经给了超星系团足够的能量，超星系团就会继续互相奔离，直到最后一颗恒星消亡。但如果它们的引力强大到足以使它们的速度减缓，甚至发生我们所称的“大坍缩”，那么，宇宙中的一切就会回归到大爆炸前的原点，也许还会出现另一次宇宙再生的循环。宇宙大爆炸理论是由世界著名的英国理论物理学家史蒂芬·霍金提出的，得到了众多宇宙学研究者的赞同，成为当今最有影响力的宇宙起源学说。
如果你有机会到海边去的话，你会发现海水又咸又苦。这是什么原因呢？ 原来，海水中溶解了很多盐类，其中数量最多的是氯化钠，也就是我们平时常吃的食盐，它占了整个海水中盐类的78%。如果把海洋中的食盐全都提取出来，铺在陆地上，大陆会增高150米。在海水中还含有很多氯化镁和硫酸镁，它们的分量也不少，约占盐类的15%，它们的味道很苦，是我们做豆腐用的苦卤的主要成分，这种东西不但苦，而且吃了还会腹泻。 海水里有这些东西，怎么能不咸，不苦呢？
冰雹和雷雨同出一家，它们都来自积雨云，只是产生冰雹的积雨云升降气流特别强烈，这种积雨云又称为冰雹云。积雨云是空气很不稳定的产物。而空气强烈不稳定，在阳光强烈的暖湿季节最容易发生，那时空气中含的水汽很多，而且低层大气又易被太阳晒热的地面烤热，形成下热上冷的很不稳定的空气柱，发生强烈对流，并发展为能产生冰雹的积雨云。积雨云中的上升气流很强，足以支持云中增大的冰雹块，使云中冰雹随着气流的升降，不断与沿途的雪花、小水滴等合并，形成具有透明与不透明交替层次的冰块，当增大到一定程度，上升的气流无法支持时，就降落到地面上来。由于冰雹云云顶可伸展到距地面10千米以上，所以即使在夏季，空中也有足够厚的低于冰点的低温区可以孕育冰雹块。
冰雹是一种固态降水，同雨和雪一样，是从云里掉下来的。它是从发展强烈的积雨云中降落到地面的坚硬的球状、锥状或形成不规则的固态降水物，不同地方的群众称其为“雹子”、“冰蛋”、“冷子”等等。常见的冰雹如豆粒大小，但也有如鸡蛋或更大的，有时是几个冰粒的融合体。 冰雹多数发生在4-7月暖空气逐渐活跃、冷空气活动仍很频繁的时期。降雹多出现在14-17时，持续时间较短，一般在几分钟内到半小时以内。降雹常呈带状分布，宽度通常只有1-2公里，很少超过几公里。一般来说，降雹次数山地多于平原，中纬多于高纬，内陆多于沿海。 冰雹云是由水滴、冰晶和雪花组成的。一般为三层：最下面一层温度在0℃以上，由水滴组成；中间温度为0℃至-20℃，由过冷却水滴、冰晶和雪花组成；最上面一层温度在-20℃以下，基本上由冰晶和雪花组成。
按板块构造学说，雅鲁藏布江谷地正是亚欧板块和印度板块相碰撞的缝合线位置， 这里又由于处在地球上最年轻的剧烈隆起区，所以构造活动强烈，岩浆活动频繁。 此外，谷地除了东西向的断裂外，还有南北向的断裂，为岩浆和地热流体的对流提供了通道。融熔的岩浆把高温水和高温蒸汽通过大量的裂缝送到地表。 据对西藏部分地区考察发现，地热田及水热区达420个以上，总热流量为230×107焦耳/秒，相当于一年燃烧240万吨标准煤释放的热量。丰富的地热资源不仅为西藏的生产和人民生活提供了能源，供土地灌溉、居民采暖，还能医治各种高原常见病和多发病，并可作为旅游资源观赏。雅鲁藏布江谷地蕴含着丰富的资源。
桂林位于我国广西壮族自治区的东北部，是世界著名的风景区。桂林的山非常奇丽， 有的像大象、 有的像莲花、有的像刀剑。 在大山的岩洞里，有各种形态的钟乳石、石柱、石笋，玲珑剔透，千姿百态。一条秀美的漓江，在柱立的奇峰中流动。桂林山水甲天下，就是在于山青、水秀、洞奇、石美的特点。桂林山水之所以这样奇丽秀美，是因为那里有很多很多的石灰岩。石灰岩特别容易被含有二氧化碳的雨水和河水溶解。经过千百年雨水、河水的浸蚀，桂林就形成了现在这样山青水秀、洞奇石美的风景奇观。
美国犹他州的天然拱国家公园拥有比世界上任何其他地方都要多的天然拱。一座天然拱至少应有1米宽。加上那些迟早会变成天然拱的“石窗” ，这里有1000多座天然拱。此外，这里还有油穴状结构以及以前曾属天然拱的碎石堆。该区域从前一度是位于海平面以下的盆地。大约在3亿年以前，这里被海水淹没，沉积了一层盐。然后，岩石和其他物质在其顶上聚集，厚达1600米。这个重量使多处的盐堆和岩石崩裂、倒坍。后来水渗入并将较软的岩石侵蚀掉，就形成了许许多多的天然拱。 北窗是一对称为“眼镜”的石拱中的一个，像块镜框围绕着角塔石拱。
在《西游记》里，唐僧师徒四人在去西天取经的路上途经“火焰山”，寸步难行。最后，孙悟空向铁扇公主借了芭蕉扇，扇灭了大火，四人方才安全地重新踏上西行之路。书中所描写的火焰山究竟存在不存在呢？事实上，这座烈火炎炎的 “火焰山”，指的就是我国著名的吐鲁番盆地。 吐鲁番盆地根本没有大火，但为什么书中要说它是 “火焰山”呢？ 吐鲁番盆地是天山山脉中陷落的一个小盆地，海拔-155米。那里气候干燥，夏季在烈日照耀下，气温上升得很高。又由于盆地陷落很深，热气不易散发，所以6～8月的平均最高气温都在38℃以上，高于40℃的日子也有40天左右，最高气温甚至高达48.9℃。夏季地表的最高温度在70℃以上。沙漠表层的温度可达82.3℃，因此当地流传着“沙子里面烤鸡蛋，戈壁滩上烙大饼”的说法。 另外，吐鲁番盆地中横卧着一条红色的沙岩，俗称火焰山，在夏季烈日照射下，把周围映得火红。炎热的气温，滚烫的地表温度，再加上红色的光组合在一起，就形成了一座名副其实的“火焰山”。
冰川分布在年平均气温0℃以下、 气候寒冷的两极地区或海拔很高的高山地区。 这些地区以固体降水为主，降下的雪花在地面上积累起来，越积越厚。积雪在阳光的照射下融化，因受周围低温影响，马上又凝结成冰；有些则在重压的作用下，压紧凝结，形成冰。这些冰随着体积和重量的不断增加，最终成为冰川冰。冰川冰继续发展，当重力大于地面摩擦力时便会发生流动。有时，冰川在自身重力的作用下，也会发生塑性流动。 冰川的流动速度很慢，一般每天只有几厘米，最多的也不过数米之远。
辽宁省抚顺煤矿工人在采煤中， 碰巧会在煤层中挖出黄色透明的琥珀矿石，更令人称奇的是这些被挖出来的琥珀石中有时还含有小昆虫。石中的小昆虫品种很多，形态各异，栩栩如生。人们不禁要问，煤层中为什么会有琥珀？小昆虫又是如何进入琥珀石里面去的？原来在 4000万～5000 万年前的古生代，抚顺是一片沼泽地，生长着大片森林，当时气候暖湿，森林长得枝繁叶茂。在森林中生活着许多小昆虫。如遇大风吹断树枝，树枝折断处便会流下一滴滴树脂。如果滴下的树脂正巧粘住了一只小虫，继续滴下的树脂会把小虫厚厚实实地裹在里面。以后，地面缓缓下沉， 大量的林木和树枝上滴下的树脂被掩埋在地下， 其上覆盖着厚厚的地壳风化物。 经过地质作用，埋藏在地下的林木已炭化成乌黑的煤；而滴下的树脂虽变得坚固，成为矿物，但树脂的化学性质非常稳定，不易变化， 所以仍保持其原来的颜色与透明度，小虫也被静静地包在中间，这便是我们所见到的琥珀。因此，煤层中常会出现琥珀，琥珀中间也常会出现小虫。
四面环水的小块陆地称为岛屿。按岛的成因可分成大陆岛、火山岛、珊瑚岛和冲积岛四大类。大陆岛是一种由大陆向海洋延伸，露出水面的岛屿。世界上较大的岛基本上都是大陆岛。它们是因地壳上升、陆地下沉或海面上升、海水侵入，使部分陆地与大陆分离而形成的。火山岛是因海底火山持久喷发，岩浆逐渐堆积，最后露出水面而形成的。珊瑚岛是由热带、亚热带海洋中的珊瑚虫残骸及其他壳体动物残骸堆积而成的，主要集中于南太平洋和印度洋中。珊瑚礁有三种类型：岸礁、堡礁和环礁。冲积岛一般都位于大河的出口处或平原海岸的外侧，是河流泥沙或海流作用堆积而成的新陆地。世界最大的冲积岛是位于亚马逊河河口的马拉苦岛。其中面积较大的称为岛，如我国的台湾岛；面积特别小的称为屿， 如厦门对岸的鼓浪屿。 聚集在一起的岛屿称为群岛，如我国的舟山群岛。而按弧线排列的群岛又称为岛弧，如日本群岛。三面临水，一面和陆地相连的称半岛，世界上最大的半岛是阿拉伯半岛。全世界的海岛有20多万个，海岛总面积达996.35万平方千米，占地球陆地总面积的6.6%。 全世界有42个国家的领土全部由岛屿组成。
龙卷风是个非常厉害的家伙，它里面的风速，往往大到每秒几十米到100米以上。龙卷风是空气里的旋涡。在发展强烈的积雨云中，空气扰动很厉害，里面温度、 湿度、风向和风速差别很大。例如，下沉气流风速往往达8级以上，而上升风速一般只有3～4级，这就使得积雨云内部空气扰动剧烈，产生旋转作用，当旋转作用增大到一定程度时，就形成了龙卷风。还有，上下温度相差悬殊，冷空气急速下降，热空气猛烈上升，上下层空气交替扰动，形成许多小旋涡。这些小旋涡逐渐扩大，上下激荡越发厉害，终于形成了大旋涡，也会形成龙卷风。
巨人岬是北爱尔兰安特里姆郡西北海岸的岬角，由峭壁伸至海面的石柱组成。石柱的形状很规则，看起来好像是人工凿成的。但实际上它们完全是一种天然的玄武岩。这里大约有3.7万根石柱，大多呈六边形，横截面在37～51厘米之间。有一些有6米高。岬角有些地方宽12米，最狭窄的地方也是最高的地方。 巨人岬是地质运动的产物。大约在5000万～6000万年以前，地下的熔岩从裂缝中挤出，像河流一样流向大海。熔岩因此迅速冷却而变成固态，并分裂成大的柱状体。人们给不同的石柱都起了形象化的名称，如“烟囱管帽” 、 “大酒钵”和“夫人的扇子”等等。
冰山体积的90%都沉浸在水底下，我们在海面上所看到的仅仅是它的头顶部分。它在水底部分的吃水深度一般都超过200米，深的可达500米之多。这一座座巨大的冰山， 随着海流的方向能漂流到很远很远的地方。在正常情况下，它们每天大约能漂流6000米。许多大冰山在海上可以漂流十几天， 最后由于风吹日晒、 海浪冲击， 渐渐消失在温暖海域的海水中。 其实，冰山并不是真正的山， 而是漂浮在海洋中的巨大冰块。 在两极地区， 海洋中的波浪或潮汐猛烈地冲击着附近海洋的大陆冰， 天长日久， 它的前缘便慢慢地断裂下来， 滑到海洋中，漂浮在水面上，形成了所谓的冰山。
出产钟乳石和石笋的石洞，都是石灰岩构成的。 洞顶上有很多裂隙， 每一处裂隙里都有水滴渗出来。每当水分蒸发掉了，那里就留下一些石灰质沉淀。水滴不断地出现，洞顶上的石灰质愈积愈多，终于生成一个乳头——这是钟乳石的“童年”时代。 以后，乳头外面又包上一层层石灰质，以至越垂越长。有的钟乳石的长度能达到几米以上。石笋是钟乳石的亲密伙伴。当洞顶上的水滴落下来时，石灰质也在地面上沉积起来。就这样，石笋对着钟乳石向上长。可以说钟乳石是“先生” ，石笋是 “后生” 。 但石笋底盘大，本身比较稳定，不容易折断，所以它的“生长”速度常比钟乳石还快。石笋的最大高度能达30米，像是一座平地里长出来的“石塔” 。
石灰岩地区的山洞有的寒气袭人，有的却温暖异常，在同一个时间里跑进去，却有截然不同的感觉，仿佛是两个季节。原来，那是因为冷、热空气比重不同的缘故。冷空气较重而下沉，热空气较轻而上升。洞口向下的山洞里，较轻的热空气充塞其中，不能流出，因而格外显得温暖，成为“暖洞” ；洞口朝上的山洞里，冷空气钻入洞内，越积越多，好像天然的冷气库，这样的山洞就成了“冷洞” 。宜兴的善卷洞除了有这种冷暖不同的特点以外， 在洞的上空还常常可以看到雾气迷漫的场景。 这种云雾就是洞外的冷空气和积存在洞内上部的热空气相遇而形成的奇妙景色。
盆地四周高、中间低，整个地形像一个大盆。盆地的四周一般有高原或山地围绕， 中部是平原或丘陵。 盆地主要有两种类型：一种是地壳构造运动形成的盆地，称为构造盆地，如我国新疆的吐鲁番盆地、江汉平原盆地；另一种是冰川、流水、风和岩溶侵蚀形成的盆地，称为侵蚀盆地， 如我国云南西双版纳的景洪盆地，主要由澜沧江及其支流侵蚀扩展而成。盆地面积大小不一，中国的四川、塔里木、准噶尔、柴达木等盆地，面积都在10万平方千米以上。小的盆地只有方圆几千米， 在贵州叫 “坝子” 。这些盆地内的自然条件优越， 资源丰富， 被人们称为“聚宝盆” 。
中国工农红军在1934～1935年的二万五千里长征中，曾走过漫漫草地，这种草地就是沼泽地。沼泽地大多分布在地表低洼的地区。在这种地区，地势低平，积水较多，气温较低，蒸发量很小。 形成沼泽的原因有两种。一种是在江河湖海的边缘或浅水部分，由于泥沙大量堆积，水草丛生，再加上微生物对水草残体的分解，逐渐演变成沼泽。另一种是在森林地带、草垫区、洼地和永久冻土带，地势低平，坡度平缓，排水不畅，地面过于潮湿，繁殖着大量的喜湿性植物，这些植物又霉烂形成黑色泥炭层，逐渐形成沼泽。沼泽地区的植被都是喜湿性草本科植物，主要是莎草、苔草和泥炭藓。沼泽地不能长庄稼，有些沼泽下面是无底的泥潭，看上去好像毛绒绒的绿色地毯，人一踏上去就会陷进去。当年许多红军战士就是这样牺牲在沼泽地上的，因此，人们称它为“绿色陷阱” 。现在越来越多的沼泽地正在被改造成良田。
在我国的北方存在着一片广袤无垠的高原， 那里终年被黄土所覆盖，这就是大家所熟悉的黄土高原。 据卫星观测， 黄土覆盖的面积可达37万平方千米，其土层的厚度也有100余米，堪称世界之最。 这么多的黄土来自中亚以及我国西北的沙漠地区和蒙古地区。上述地方都处于干燥荒漠地区，昼夜温差大，即使是非常坚硬的岩石在这种剧烈的热胀冷缩的作用下也变成了细小的微粒和尘土。在冬季盛行的西北风作用下，每秒都有数以万吨计的沙粒被卷入高空，随风南下，随着风势的减弱，最终降落在秦岭以北的地方。经过数百万年的累积，逐渐形成了现在大家所看到的浩瀚无边的黄土高原。
