人们将在地球大气层之外发现的自然物体都称为太空中的天体。天体是组成宇宙的物质，在众多类别中有许多不同的变体，而不是单一的类型。恒星包括小红矮星，甚至更小的中子星，以及比地球的太阳还要大的恒星。它们是巨大的气体物体，发出的光可以在天空中看到。
行星的形状和大小各不相同，比如气态巨行星木星、土星环、水覆盖的地球和多岩石的水星。较小的项目包括月球、彗星和小行星。月球与行星联系在一起，而彗星和小行星则更自由地漂浮在星系和太阳系中。
人们相信，太空中还有其他形式的天体或物体有待于发现和探索。天体是在可观测宇宙中的任何东西，它们被引力束缚在一起，并与它们在空间中的位置相联系。它们也被称为天文或天体，"celestial"的意思是"天堂的居民"。因此人们就常常以古代罗马神灵的名字来命名这些天体。各个古代文明也曾崇拜过这些天体，尤其是太阳和月亮。
对于探究宇宙天体的形成可以追溯到宇宙的形成。至于宇宙的形成，有许多理论已经支持了目前关于行星和其他天体的随机"突然出现"的事实。关于宇宙起源的最有力的理论集中在一个被称为大爆炸的事件上。其源头是在20世纪20年代首次提出的原子起源论。这个想法得照应了当时科学家发现的星系在各个方向远离我们的观察的论证，以及在20世纪60年代发现的宇宙微波辐射的大力支持，这些发现与人们的进一步研究有助于弄清大爆炸的节奏。
理论是这样的，在宇宙存在的最初10到43秒内，它非常紧凑，还不到一个原子的十亿分之一那么大。人们认为，在如此不可思议的密度和能量状态下，要将引力、电磁力和强、弱核力锻造成一种力是一件很难做到的事，依据人们目前的理论还没能弄明白这一种单一的、统一的力是如何工作的。如果人们要做到这一点，还需要知道引力在亚原子尺度上是如何起作用的，但目前人们还不知道。
科学家们还认为，宇宙中极其接近的空间使宇宙中最初的粒子得以混合、混合，并在大致相同的温度下定居下来。然后，在难以想象的几分之一秒内，所有的物质和能量或多或少地均匀地向外膨胀，量子尺度上的涨落提供了微小的变化。这种被称为膨胀的危险膨胀模型，或许可以解释为什么宇宙的温度和物质分布如此均匀。在经历了膨胀之后，宇宙还在以缓慢的速度继续膨胀，与之前的速度相比要慢得多。人们目前还不确定到底是什么推动了宇宙的膨胀。
随着时间的推移，更多种类的粒子在物质的冷却下开始形成，它们最终凝聚成人们现在宇宙中的恒星和星系。到宇宙诞生十亿分之一秒的时候，宇宙已经冷却到足以让四种基本力相互分离。宇宙的基本粒子也形成了。尽管如此，它仍然是如此的热，以至于这些粒子还没有组装成今天所拥有的许多亚原子粒子，比如质子。随着宇宙不断膨胀，这种滚烫的原始液体——被称为夸克胶子等离子体——继续冷却。
现在有一些粒子对撞机就能印证这种现象，比如像在欧洲核子研究中心放置的大型强子对撞机，其威力足以重新产生夸克-胶子等离子体。早期宇宙的辐射是如此强烈，以至于能把光子通过相互碰撞以至形成由物质和反物质组成的粒子对，除了带相反的电荷，反物质在任何方面都和普通物质一样。宇宙是一个空洞，星星星罗棋布，在我们的太阳系之外，新观测到的行星越来越多。然而，这些恒星和行星是如何由星际尘埃和气体形成的仍然是个谜。
人们认为早期宇宙包含等量的物质和反物质。但是当宇宙冷却时，光子不再有足够的冲击力来产生物质-反物质对。因此，就像一场极端的音乐椅游戏一样，许多物质和反物质粒子配对并相互湮灭。以某种方式，一些多余的物质存活了下来——现在它是人类、行星和星系组成的物质。人类的存在清楚地表明，自然法则对物质和反物质的处理略有不同。研究人员通过实验观察到了这种规则的不平衡，即CP违例。物理学家们仍在试图弄清楚物质是如何在早期宇宙中胜出的。
通过科学研究，科学家了解到了中子的建立过程。在宇宙形成的第一秒内，它就已经降温达到足以让剩下的物质发生反应温度，也就是人们所熟悉的要组成原子核的粒子的温度。在开始的三分钟后，质子和中子已经聚集成氢核和氦核。按质量计算，氢占早期宇宙物质的75%，氦占25%。氦的丰度是大爆炸理论的一个关键预测，它已被科学观测证实。
尽管有原子核，年轻的宇宙仍然太热，电子无法在周围停留，形成稳定的原子。宇宙物质仍然是一种带电的雾，密度非常大，光很难穿过它。宇宙经过大约38万年，才降温到足以形成中性原子的温度——这是一个名叫"重组"的关键时刻。温度较低的宇宙第一次使其透明，这使得光子在宇宙中四处流动，最终畅通无阻地通过。
今天人们仍然可以看到这种原始的余辉，它在遍布于整个宇宙。这种辐射类似于通过天线传输电视信号。但这是已知的最古老的辐射，可能蕴含着宇宙最早期的许多秘密。从第一颗恒星到今天直到大爆炸后的1.8亿年，宇宙中才出现了一颗恒星。引力花了很长时间才聚集起氢气云，并将其锻造成恒星。
许多物理学家认为，巨大的暗物质云为第一批星系和恒星提供了引力支撑。暗物质是一种至今仍不为人知的物质，其质量超过可见物质的五倍以上。一旦宇宙的第一批恒星点燃，它们释放出的光就会产生足够的冲击力，再次从中性原子中剥离电子，这是宇宙的一个关键章节，被称为再电离。
2018年2月，一个澳大利亚团队宣布，他们可能已经发现了"宇宙黎明"的迹象。他们认为在大爆炸后的4亿年里诞生了第一个星系。在那之后的数十亿年里，通过恒星、星系和星系团的形成重组，以至于最终形成了人类现在所居住的太阳系。并且通过继续对宇宙的研究使得天文学家十分惊讶，甚至现在宇宙还在膨胀，并且膨胀的速度正在加快。据认为，这是由一种被称为叫暗能量的反引力而驱动着加速的。至今人们仍然不知道暗能量是什么，但据认为它占宇宙总物质和能量的68%。而暗物质则占另外的27%。
从本质上说，人们所见过的所有物质只占宇宙的不到5%。在广袤无尽的宇宙仍然有许多未知的事物，值得人类们孜孜不倦的探索。
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