谈宇宙航行，就得了解宇宙。

　　什么叫宇宙？按我们老祖宗的解释就是空间和时间的总和，这在现代物理学中就是四维时空（三维空间加一维时间）。

　　时空是在物质的变化和运动中体现出来的。现代宇宙观认为，宇宙是在100－200亿年前的一次大爆炸中诞生的，从而也诞生了时间、空间和物质。爱因斯坦广义相对论就是研究时间、空间和物质之间相互关系的学说。他的结论是，物质使时空弯曲、弯曲时空告诉物质如何运动。

　　宇宙无所不包，内涵太丰富了，这里无法说清其万一，仅就与宇宙航行密不可分的宇宙的大小、宇宙的结构和宇宙的形状稍作说明。

　　不过，宇宙的大小仍然是一个难以说准确的、十分茫然的问题。为便于理解，我们从科学家订定的“量天尺”来看宇宙的大小。

　　在地球上，我们用“千米”来量距离和长度，北京到上海的航线距离为1178千米，地球的半径为6378千米。但是，离开地球到太阳系空间，“千米”这把尺子用起来就很不方便，如冥王星到太阳的平均距离为5900224000千米，以彗星活动范围计算太阳系的半径为34410000000000千米，这真是个天文数字。于是，科学家便采用另一把尺子来量天，叫“天文单位”，就是以地球到太阳的平均距离149600000千米为1天文单位。这样，冥王星到太阳的距离为39.44天文单位，以彗星活动范围计算的太阳系半径为23万天文单位。

　　但是，冲出太阳系到银河系空间，“天文单位”这把尺子用起来又不方便了，如离太阳最近的恒星比邻星的距离也有约265600天文单位，而银河系的直径达6324000万天文单位。于是，科学家又启用一把新的量天尺，叫“光年”，就是光行进1年的距离。我们知道，光行进的速度为30万千米/秒，那么，1光年的距离为94608亿千米或63240天文单位。这样，太阳与比邻星的距离为4.2光年，银河系的直径约10万光年。

　　那么，以光年计算，宇宙的尺度有多大？目前还无人能说准确。不过以理论说，既然宇宙是在100－200亿年前的大爆炸中诞生的，空间从零以光速扩展，光是球形传播的，那么，现在宇宙的半径尺度应是100－200亿光年。实际情况是不是这样，还不得而知。
 

　　开车要了解路况，在江河湖海上航行要了解航线情况，宇宙航行同样要了解宇宙中物质的分布情况。

　　在宇宙大爆炸中形成的物质，主要是氢和氦，它们开始弥漫在宇宙中。随着宇宙的膨胀和温度的逐渐降低，在重力作用下收缩成一大团一大团氢氦云。重力作用下的继续收缩，大云团逐渐分裂成较小的云团，物质密度逐渐增加，云团因相互之间的重力作用而旋转。这样不断分裂—收缩，在氢氦云团的内部，因物质重力作用的相互挤压，温度不断升高，当温度升高到能使氢发生聚变反应时，它便成为一颗恒星。有些恒星在旋转中甩出一些物质，则逐渐集合成行星和卫星。宇宙中的主要可见物质，就是这些恒星，以及由它演变而来的其它天体，如黑洞等。宇宙中物质的这种发展过程，形成宇宙的泡沫状大结构。

　　这里，要从探测的角度，倒着来说宇宙的泡沫状大结构。太阳是颗单星，但宇宙中的多数恒星常常是两颗、三四颗、十几颗到几十万颗聚集在一起，分别叫双星、聚星和星团。所以恒星并不是均匀分布在宇宙中的。

　　单星、双星、聚星和星团也不是均匀分布的，它们分别聚集在一起形成星系，任凭宇宙膨胀也不散开。太阳所在星系叫银河系，共有1000多亿颗恒星，其中包括约1000个星团。

　　在宇宙中，共有1000多亿个像银河系这样的星系，此外还有一些独立的星团和星云。星系和独立的星团、星云还不是均匀分布的，它们又分别聚集成星系群或星系团。银河系所在的叫本星系群，半径约300万光年。

　　星系群和星系团仍不是均匀分布的，它们又分别聚集成超星系团。本星系群属本超星系团，半径约3亿光年。

　　探测表明，超星系团还不是最大的群体，在距银河系约2亿光年的地方有一个巨大的引力源在牵引着本超星系团。这个大牵引者可能是许多超星系团组成的超星系团集团。

　　上述的不均匀分布形成了宇宙的泡沫状大结构。星系密集的地方是泡沫壁，即星系膜或星系纤维，它们形成“星系长城”。而几乎没有星系的地方是泡沫结构中的大泡泡，被称为“宇宙空洞”，宇宙空洞的直径达1－3亿光年。