天空發生了什麼？時間發生了扭曲，數字空間也發生了扭曲。發生時間扭曲是因為這張影像拍攝於同一幀經過4小時曝光的夜空影像中。結果，可以看到突出的星跡。空間的扭曲是因為影像是一張360度全景影像，經水準壓縮。當地球自轉，星星看上去就繞著南天極（左側），以及北天極（右側地平線下方）運動。這張影像是在澳大利亞新南威爾士的Mudgee拍攝。包括兩座被紅光照亮的大型望遠鏡圓頂。點擊上面的影像就能得到一張水準未經壓縮的影像。

現代天文學已經揭示了天體的起源和演化的歷程。當代關於太陽系起源學說認為，太陽系很可能是50億年前銀河系中的一團塵埃氣體雲(原始太陽星雲)由於引力收縮而逐漸形成的（見太陽系起源）。恒星是由星雲產生的，它的一生經歷了引力收縮階段、主序階段、紅巨星階段、晚期階段和臨終階段。星系的起源和宇宙起源密切相關，流行的看法是：在宇宙發生熱大爆炸後40萬年，溫度降到4000K，宇宙從輻射為主時期轉化為物質為主時期，這時或由於密度漲落形成的引力不穩定性，或由於宇宙湍流的作用而逐步形成原星系，然後再演化為星系團和星系。

熱大爆炸宇宙模型描繪了我們的宇宙的起源和演化史：我們的宇宙起源於200億年前的一次大爆炸，當時溫度極高、密度極大。隨著宇宙的膨脹，它經歷了從熱到冷、從密到稀、從輻射為主時期到物質為主時期的演變過程，直至10～20億年前，才進入大規模形成星系的階段，此後逐漸形成了我們當今看到的宇宙。1980年提出的暴漲宇宙模型則是熱大爆炸宇宙模型的補充。它認為在宇宙極早期，在我們的宇宙誕生後約10-36秒的時候，它曾經歷了一個暴漲階段。

哲學分析宇宙概念，有些宇宙學家認為，我們的宇宙是唯一的宇宙；大爆炸不是在宇宙空間的哪一點爆炸，而是整個宇宙自身的爆炸。但是，新提出的暴漲模型表明，我們的宇宙僅是整個暴漲區域的非常小的一部分，暴漲後的區域尺度要大於1026釐米，而那時我們的宇宙只有10釐米。還有可能這個暴漲區域是一個更大的始於無規則混沌狀態的物質體系的一部分。這種情況恰如科學史上人類的認識從太陽系宇宙擴展到星系宇宙，再擴展到大尺度宇宙那樣，今天的科學又正在努力把人類的認識進一步向某種探索中的“暴漲宇宙”、“無規則的混沌宇宙”推移。

我們的宇宙不是唯一的宇宙，而是某種更大的物質體系的一部分，大爆炸不是整個宇宙自身的爆炸，而是那個更大物質體系的一部分的爆炸。因此，有必要區分哲學和自然科學兩個不同層次的宇宙概念。哲學宇宙概念所反映的是無限多樣、永恆發展的物質世界；自然科學宇宙概念所涉及的則是人類在一定時代觀測所及的最大天體系統。兩種宇宙概念之間的關係是一般和個別的關係。隨著自然科學宇宙概念的發展，人們將逐步深化和接近對無限宇宙的認識。

時空起源有些人認為，時間和空間不是永恆的，而是從沒有時間和沒有空間的狀態產生的。根據現有的物理理論，在小於10-43秒和10-33釐米的範圍內，就沒有一個“鐘”和一把“尺子”能加以測量，因此時間和空間概念失效了，是一個沒有時間和空間的物理世界。這種觀點提出已知的時空形式有其適用的界限是完全正確的。正像歷史上的牛頓時空觀發展到相對論時空觀那樣，今天隨著科學實踐的發展也必然要求建立新的時空觀。

由於在大爆炸後10-43秒以內，廣義相對論失效，必須考慮引力的量子效應，因此有些人試圖通過時空的量子化的途徑來探討已知的時空形式的起源。這些工作都是有益的，但我們決不能因為人類時空觀念的發展或者在現有的科學技術水準上無法度量新的時空形式，而否定作為物質存在形式的時間、空間的客觀存在。

人和宇宙從本世紀60年代開始，由於人擇原理的提出和討論，出現了人類存在和宇宙產生的關係問題。人擇原理認為 ，可能存在許多具有不同物理參數和初始條件的宇宙，但只有物理參數和初始條件取特定值的宇宙才能演化出人類，因此我們只能看到一種允許人類存在的宇宙。人擇原理用人類的存在去約束過去可能有的初始條件和物理定律，減少它們的任意性，使一些宇宙學現象得到解釋，這在科學方法論上有一定的意義。

但有人提出，宇宙的產生依賴于作為觀測者的人類的存在。這種觀點值得商榷。現在根據暴漲模型，那些被傳統大爆炸模型作為初始條件的狀態，有可能從極早期宇宙的演化中產生出來，而且宇宙的演化幾乎變得與初始條件的一些細節無關。這樣就使上述那種利用初始條件的困難來否定宇宙客觀實在性的觀點失去了基礎。但有些人認為，由於暴漲引起的巨大距離尺度，使得從整體上去觀測宇宙的結構成為不可能。這種擔心有其理由，但如果暴漲模型正確的話，隨著科學實踐的發展，一定有可能突破人類認識上的困難。

我們今天都知道時空是彎曲的，可是這個奇怪而又迷人的陳述究竟是什麼意思呢？雙生子佯謬很好地描繪了狹義相對論時空的剛性結構如何使空間和時間由於觀測者的運動而各自改變（收縮或延緩）。廣義相對論則完全變革了我們的宇宙觀，它斷言引力會使整個時空變形。如果在一個給定點上直接的引力效應已被消除，我們仍能測量相鄰兩點之間的微分效應。在一個纜繩已斷掉的電梯裏，兩個“自由”物體的軌跡在一級近似上是平行的，但實際上兩條軌跡線將在6400公里遠處的地心相交，因此兩軌跡之間就有一個相對加速度（因為它們相互在靠近），對應著一個微分引力場。顯示直接引力與微分引力之間區別的一個鮮明事例是海洋潮汐的幅度。

雖然太陽對地球表面的直接引力比月亮的強180倍，太陽潮卻比月亮潮弱得多。這是因為潮汐並不是由直接引力造成，而是由太陽和月亮對地球上不同點的引力的差異造成。對月亮來說這種差異是6％，而對太陽則只有1．7％。牛頓理論把微分引力效應稱作潮汐力。在太陽系裏潮汐力是很弱的，而黑洞所產生的潮汐力卻能把整個恒星撕碎。然而對廣義相對論來說，用潮汐力來描述微分引力是完全多餘的，因為這不是一種力學效應而純粹是一種幾何效應。

為理解這一點，且看兩隻開始時沿平行路線滾動且相隔不遠的高爾夫球。如果地面完全平坦，它們的軌跡將保持平行，否則它們的相對位置就會改變，一個鼓包會使它們離遠，一個凹坑則會使它們靠近。在宇宙高爾夫球場裏，微分引力可以用時空“場地”的彎曲來表示。而且，由於引力總是吸引，這種彎曲就總是凹下而不是隆起。因此，時空彎曲的深刻含義是指由等效原理所造就的引力與幾何之間的聯繫。物體不是在引力迫使下在“平直”時空中運動，而是沿著彎曲時空的恒值線自由地行進。

大型星系通過吞併小星系而變大。甚至我們自己的星系也同樣進行著星系吞食的活動，通過銀河系引力捕獲距離很近的小星系，最後吸收該星系。事實上，在宇宙中星系吞食普遍存在，位於南方波江座邊緣、相互吸引的壯觀星系對闡明了這一事實。巨大而又扭曲的旋渦星系NGC1532距離我們超過了5,000玩光年遠，由於引力作用與矮星系NGC1531糾纏在一起，最終較小的星系將在此次拉鋸中失敗。從側沿看去，旋渦星系NGC1532覆蓋大約10萬光年。在這張清晰影像的細節中可以看出，NGC1532/ NGC1531星系對與已經被仔細研究了的正面旋渦星系M51以及伴星系很相似。