ستارگان
بطور کلی ستارگان واحدهای اساسی جمعیت اجرام آسمانی می باشند که در گروه هایی به صورت خوشه گرد آمده و کهکشان نامیده می شوند، همانند جمعیت های منفردی که ملت ها را تشکیل داده اند. کهکشانها از یکدیگر توسط فضاهای خالی که هیچ ستاره ای در آنها وجود ندارد و تنها ممکن است دارای چند اتم هیدروژن باشند، مجزا شده اند. چنانکه می دانیم، ستارگان منفرد، از انقباض هیدروژن تشکیل شده، سپس متحول و سر انجام پایان یافته اند. حال کهکشانها چطور؟ آیا کهکشانها هم مانند ستارگان دارای چرخه تولد، تحول و مرگ هستند؟ آیا زندگی آنها با یک انفجار پایان می پذیرد؟ آیا کهکشانها از هم دور می شوند؟
کهکشانها همانند ستارگان، دارای شکل و اندازه می باشند. آیا کهککشانهای بیضوی، مارپیچ و مارپیچی میله ای مراحل یک کهکشان معمولی را در طول عمر خود طی می کنند؟ آیا کهکشانها کاملاً از یکدیگر مجزا هستند؟
ستاره شناسان در مورد کهکشانها پیشرفت زیادی نداشته اند، آنها حتی پاسخ سؤالات اساسی را که شکل و تابندگی کهکشان در خلال یک دوره زمانی چگونه تغییر می کند، نمی دانند. بعضی از ستاره شناسان فکر می کنند که یک کهکشان جوان از شکل کروی شروع شده و در اواسط سنش به صورت بیضی در می آید و در پایان عمر به مارپیچ تبدیل می شود. عده ای دیگر عقیده دارند که کهکشانها در جوانی به شکل مارپیچی و در پیری کروی شکل می شوند. برخی عقیده دارند که شکل اساسی کهکشان در سرتاسر عمرش ثابت است، یعنی آنها فکر می کنند که یک کهکشان مارپیچی با شکلی که متولد شده است در طول زندگیش به صورت همان مارپیچی باقی می ماند.
اطلاعات جدید ما در مطالعه کهکشانها از ناحیه طیفی مادون قرمز می باشد و زودی قادر خواهیم بود که آنها را در سایر طول موجها با استفاده از تلسکوپ در فضا مطالعه کنیم. همچنین امروزه مطالعه کهکشان ها با کمک کامپیوترهای الکترونیکی سریع انجام می گیرد.
همانطور که سیارات به دور خورشید می گردند ستارگان نیز مرکز کهکشان را دور می زنند. خورشید، خود نیز در این حرکت شرکت می کند، و در هر ۲۵۰ میلیون سال یک دور می زند. کهکشان بر اثر چرخش به صورت قرص مسطحی در آمده است، که ضخامتش تقریباً یک بیستم قطرش می باشد. خورشید در فاصله ای حدود سه پنجم فاصله مرکز تا لبه کهکشان از مرکز آن قرار است. توده کروی کوچکی از ستارگان، موسوم به هسته کهکشان، در مرکز کهکشان به شکل یک برآمدگی قرار دارد.
ظاهر عمومی کهکشان به طور واضح در عکس های سه کهکشان دیگر که مشابه کهکشان ما می باشند، نشان داده شده است و کهکشانهای مذکور طوری در فضا قرار گرفته اند که ما آنها را از زوایای مختلف می بینیم. اگر شما بتوانید در خارج از کهکشان بایستید و کهکشان را بطور نیمرخ مشاهده کنید، کهکشان خیلی شبیه به کهکشان NGC4565 (که عدسی شکل است) به نظر خواهد آمد.
کهکشان ما، نظیر M74 دارای بازوان مارپیچی است به طوری که بیشتر ستارگان روشن کهکشان، از جمله خورشید، در آن قرار گرفته اند. هنگامی که از صفحه قرص کهکشانی به فضا نگاه می کنیم، تعداد زیادی از ستارگان را می بینیم که به صورت نقاط نورانی و جدا از هم قابل رویت نمی باشند، بلکه به شکل یک نوار ممتد و تابنده در عرض آسمان خودنمایی می کنند.
درک وجود فضای وسیع بین ستارگان مشکل است. برای فهم تهی بودن کهکشان از تشابه آن با درکی که از اندازه منظومه شمسی داشتیم، استفاده می کنیم. فرض کنید قطر خورشید از ۶/۱ میلیون کیلومتر به اندازه یک پرتقال کاهش یافته باشد. در این مقیاس، کهکشان، خوشه ای از ۱۰۰ بیلیون پرتقال است که هر پرتقال به فاصله متوسطی بیشتر از ۱۶۰۰کیلومتر نسبت به همسایگانش قرار گرقته است. در فضای بین آنها چیزی به جز توزیع رقیقی از اتمها و چند تایی ملکول و ذرات گاز و غبار وجود ندارد، که این تهی بودن فضا در کهکشان می باشد.
فواصل بین ستارگان، سال نوری
هر یک از ستارگان داخلی کهکشان به فاصله متوسط ۴۸ تریلیون کیلومتر از دیگری قرار گرفته است. برای اجتناب از تکرار دائمی چنین شماره های بزرگ و مزاحمی، معمولاً فواصل نجومی به واحد سال نوری بیان می شوند، که آن عبارت است از مسافت طی شده توسط یک پرتو نور در مدت یک سال که با سرعت ۳۰۰،۰۰۰کیلومتر بر ثانیه سیر می کند. این مسافت تقریباً برابر با ۲۸/۹ تریلیون کیلومتر می باشد، از این رو، با استفاده از این واحد، فاصله خورشید تا آلفا قنطورس ۳/۴ سال نوری، فاصله متوسط ستارگان در کهکشان ۵ سال نوری و قطر کهکشان ۱۰۰،۰۰۰سال نوری می باشند.
جهان
اگر چه ستارگان درون کهکشان ما به گونه بسیار اندکی پراکنده شده اند، با وجود این، در مقایسه با فضایی که کهکشان خودی را از کهکشان همسایه جدا می سازد، آنها نسبتاً به یکدیگر نزدیک اند. نزدیکترین کهکشانی که اندازه اش با کهکشان ما قابل مقایسه است، در فاصله ۲ میلیون سال نوری بوده و قطر آن ۲۰ برابر قطر کهکشان ما می باشد. تصور تهی بودن فضای بین کهکشانی مشکل است و یکباره در خارج کهکشان، با ناحیه تهی از ستارگان و تقریباً تهی از گاز و غبار مواجه می شویم.
