黑洞（Black Hole）
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師 /國立台灣師範大學地球科學系陳林文教授責任編輯
落到黑洞中已成為科學幻想中的恐怖一幕。但黑洞在事實上已是科學的現實，而非科學的幻想。我們已有很強的理由預言黑洞必然存在。而觀測上也有證據強烈地顯示，在銀河系中存在著黑洞，在其他星系中則可能更多。
假設在地球表面上向上發射一顆砲彈。在它上升的過程中，其速度會因地球重力效應而減慢。這個速度可決定砲彈最終會停止上升並落回來，或是繼續向外運動。其中的臨界速度稱為脫離速度。地球表面的脫離速度大約為每秒7英里，太陽的脫離速度大約為每秒100英里。這兩個速度都比實際砲彈的速度大，但是它們比起每秒186000英里的光速來就太小了。這說明這些天體的引力對光的影響甚微，光可以毫無困難地從地球或太陽表面逃逸。可是也許有這樣的一顆恒星，它的質量大夠而尺度夠小，使得其表面的脫離速度比光速還大。因為從該恒星表面發出的光會被恒星的引力場拉曳回去，所以它不能到達我們這裏，因此我們不能看到這顆恒星。然而，我們可以根據這顆恒星的引力場作用到附近物體上的效應檢測到它的存在。
如何描繪出銀河系（Milky Way）的形狀
臺北市立南湖高級中學董家莒教師 / 國立台灣師範大學地球科學系陳林文教授責任編輯
赫歇爾兄妹首先嘗試測量銀河系的形狀，他假設太陽及其他恆星都隸屬於一個有邊界的大型恆星系統，並將天空劃分為683個區域後，計算每一個區域內的恆星數量。恆星較少的方向，表示系統的邊界離地球比較近；恆星較多的方向，表示系統的邊界離地球比較遠。如此便可知道星系在各個方向的邊界，進而將形狀描繪出來。
在二十世紀初時，卡普坦（J. C. Kapteyn）在分析過去所記錄的恆星距離資料後，認為銀河系是半徑約32000光年，厚度6500光年的盤狀恆星分布系統，太陽位於系統的中心附近。
大爆炸 (Big Bang)
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師/國立台灣師範大學地球科學系陳林文教授責任編輯
大爆炸理論是現代宇宙學中最重要的一個學說，與過去其他的宇宙模型相比，它能說明較多的觀測事實。它的主要觀點是認為我們的宇宙開始於「從熱到冷」的演化史。在這模型之下，宇宙體系並不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化。這一從冷到熱，從密到稀的過程如同一次規模很大的爆發。
根據大爆炸理論的觀點，在早期的宇宙，溫度極高，密度也相當大，因此能提供適當的物理條件讓中子與質子結合而形成較重的原子核。但當宇宙的溫度隨著膨脹降至5億度以下時（此時約在大爆炸後15分鐘），宇宙便不再繼續合成原子核了。而這些在宇宙最初15分鐘內產生的輕元素的數量比例，就成了檢驗大爆炸模型所預測的早期極熱宇宙的證據。當溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態物質，氣體逐漸凝聚成氣雲，再進一步形成各種各樣的恒星體系，成為我們今天看到的宇宙。