，空间和时间变成为动力量：当一个ฐ物体运动时，或一个力起作用时，它影响了空间和时间的曲率；反过来，空间——时间的结构影响了物体运动和力作用的方แ式。空间和时间不仅去影响、而且被生在宇宙中ณ的每一件事所影响。正如一个ฐ人不用空间和时间的概念不能谈宇宙的事件一样，同样在广义相对论中，在宇宙界ศ限之外讲空间和时间是没有意义แ的。
在以后的几十年中ณ，对空间和时间的新า的理解是对我们的宇宙观的变革。古老的关于基本上不变的、已๐经存在并将继续存在无限久的宇宙的观念，已๐为ฦ运动的、膨胀的并且看来是从一个有限的过去开始并将在有限的将来终结的宇宙的观念所取代。这个ฐ变革正是下一章的内容。几年之后又正是我研究理论物理的起始点。罗杰·彭罗斯ั和我指出，从爱因斯坦广义แ相对论可推断ษ出，宇宙必须有个ฐ开端，并可能ม有个终结。第三章膨胀的宇宙
如果在一个ฐ清澈的、无月亮的夜晚仰望星空，能ม看到的最亮的星体最可能是金星、火星、木星和土星这几颗行星，还有巨เ大数目的类似太阳、但离开我们远得多的恒星。事实上，当地球绕着太阳公转时，某些固定的恒星相互之间的位置确实起了非常微小的变化——它们不是真正固定不动的2这是因为ฦ它们距离我们相对靠近一些。当地球绕着太阳公转时，相对于更远处的恒星的背景，我们从不同的位置观测它们。这是幸运的，因为它使我们能ม直接测量这些恒星离开我们的距离，它们离我们越近，就显得移动得越多。最近的恒星叫做普罗希马半人马座，它离我们大约4光年那么远从它出的光大约花4๒年才能到เ达地球，也就是大约2๐3๑万亿英哩的距离。大部分其他可用肉眼看到的恒星离开我们的距离均在几百光年之内。与之相比，我们太阳仅仅在8光分那么远！可见的恒星散布在整个夜空，但是特别集中ณ在一条称为ฦ银河的带上。远在公元17๕50่年，就有些天文学家建议，如果大部ຖ分可见的恒星处在一个ฐ单独的碟状的结构中，则ท银河的外观可以得到เ解释。碟状结构的一个例子，便是今天我们叫做螺旋星系的东西。只有在几十年之ใ后，天文学家威廉·赫歇尔爵士才非常精心地对大量的恒星的位置和距离进行编目分类，从而证实了自己的观念。即便如此，这个思想在本世纪初ม才完全被人们接受。
19๗2๐4年，我们现代的宇宙图象才被奠定。那ว是因为美国天文学家埃得温·哈勃证明了，我们的星系不是唯一的星系。事实上，还存在许多其他的星系，在它们之间是巨大的空虚的太空。为ฦ了证明这些，他必须ี确定这些星系的距离。这些星系是如此之ใ遥远，不像邻近的恒星那ว样，它们确实显得是固定不动的。所以哈勃被迫用间接的手段去测量这些距离。众所周知，恒星的表观亮度决定于两个ฐ因素：多少光被辐射出来它的绝对星等以及它离我们多远。对于近处的恒星，我们可以测量其表观亮度和距离，这样我们可以算出它的绝对亮度。相反，如果我们知道其他星系中ณ恒星的绝对亮度，我们可用测量它们的表观亮度的方法来算出它们的距离。哈勃注意到เ，当某些类型的恒星近到เ足够能被我们测量时，它们有相同的绝对光度；所以他提出，如果我们在其他星系找出这样的恒星，我们可以假定它们有同样的绝对光度——这样就可计算出那ว个星系的距离。如果我们能对同一星系中ณ的许多恒星这样做，并且计算结果总是给出相同的距离，则我们对自己้的估计就会有相当的信赖度。
埃得温·哈勃用上述方แ法算出了九个不同星系的距离。现在我们知道，我们的星系只是用现代望远镜可以看到เ的几千亿个ฐ星系中的一个，每个ฐ星系本身都包含有几千亿颗恒星。图31้所示ิ的便是一个螺旋๙星系的图，从生活在其他星系中ณ的人来看我们的星系，想必也是类似这个样子。我们生活在一个ฐ宽约为ฦ10万光年并慢慢旋转着的星系中；在它的螺旋臂上的恒星绕着它的中ณ心公转一圈大约花几亿年。我们的太阳只不过是一个ฐ平常的、平均大小的、huaທng色的恒星，它靠近在一个ฐ螺旋๙臂的内边缘。我们离开亚里士多德和托勒密的观念肯定是相当遥远了，那ว时我们认为地球是宇宙的中心！
图3๑1้
恒星离开我们是如此之远，以致使我们只能看到เ极小的光点，而看不到เ它们的大小和形状。这样怎么เ能ม区分不同的恒星种类呢？对于绝大多数的恒星，只有一个特征可供观测——光的颜色。牛顿现，如果太阳光通过一个称为棱镜的三角形状的玻璃块，就会被分解成像彩虹一样的分颜色它的光谱。将一个ฐ望远镜聚焦在一个单独的恒星或星系上，人们就可类似地观察到เ从这恒星或星系来的光谱线。不同的恒星具有不同的光谱，但是不同颜色的相对亮度总是刚ธ好和一个ฐ红热的物体出的光谱完全一致。实际上，从一个ฐ不透明的灼热的物体出的光，有一个只依赖于它的温度的特征光谱——热谱。这意味着可以从恒星的光谱得知它的温度。并且，我们现，某些非常特定的颜色在恒星光谱里找不到เ，这些失去的谱线可以因不同的恒星而异。既ຂ然我们知道，每一化学元素都有非常独特的吸收光谱线族，将它们和恒星光谱中失去的谱线相比较，我们