Có những quy luật nào chi phối quá trình hình thành và phát triển của các hệ thống cấu trúc vật chất trong vũ trụ.
 


PHÓNG TO
Sự tiến hoá của vũ trụ
 
I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA VŨ TRỤ
1. Sự chuyển động quanh các tâm
Một quy luật rất phổ biến của các hệ thống cấu trúc trong thế giới vĩ mô là các thành viên của một hệ thống chuyển động quanh một thiên thể hoặc một khối tâm. Chuyển động này bị chi phối bởi lực vạn vật hấp dẫn và tuân theo các định luật Kepler.
Các vệ tinh quay quanh hành tinh, thậm chí những tảng đá nhỏ trong vành đai của thổ tinh cũng quay quanh hành tinh này theo đúng định luật Kepler.
Các hành tinh quay quanh một ngôi sao ở trung tâm. Trái đất quay quanh Mặt Trời với chu kỳ 365.2422 ngày và với vận tốc dài cở 30km/s. Mặt Trời cũng quay quanh một trục, không như một vật rắn, cùng chiều chuyển động của các hành tinh. Vận tốc góc của các phần gần trục quay thì nhỏ, của các phần gần trục quay càng lớn.
Toàn bộ các sao trong một thiên hà cũng quay xung quanh một tâm (tâm thiên hà). Dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của các sao trong dải ngân hà. Người ta đã chứng minh được vận tốc của chúng & đã chứng minh được là toàn bộ thiên hà của chúng ta đang quay quanh tâm của nó không như một vật rắn vận tốc góc của các sao ở xa tâm thì nhỏ hơn vận tốc góc của các sao ở gần tâm. Hệ Mặt Trời quay quanh tâm ngân hà với vận tốc vào cở 250km/s.
2. Sự nở của vũ trụ
a. Hiệu ứng Đốp-ple trong quang học.
b. Sự dịch về phía đỏ của các vạch quang phổ của các thiên hà.
Nghiên cứu quang phổ của các chất trong rất nhiều thiên hà nằm rải rác theo các phương khác nhau trên bầu trời, các nhà thiên văn học thấy rằng vạch quang phổ của các chất trong tất cả các thiên hà điều dịch về phía đỏ so với các vạch quang phổ của các nguồn trên trái đất.
c. Những bằng chứng về sự nở của vũ trụ.
Sự dịch chuyển về phía đỏ của các quang phổ của tất cả các thiên hà cho thấy các thiên  hà ở mọi phía điều đang đi xa thiên hà của chúng ta.
Vào những năm 1920, khi nghiên cứu mối quan hệ giữa vận tốc chạy xa dọc theo tia nhìn của các thiên hà với khoảng cách đến các thiên hà đó, Hớp-bơn (Hubble) đã phát hiện ra rằng các thiên hà càng ở xa chúng ta thì vận tốc nói trên càng lớn (vận tốc này tăng tỉ lệ với khoảng cách). Người ta thu được phổ vô tuyến của một quaza nằm cách ta 12,4 tỉ năm ánh sáng. Quaza này chạy xa chúng ta với vận tốc bằng 0,95 vận tốc ánh sáng.
Vì chúng ta không ở trung tâm của vũ trụ, nên những sự kiện kể trên cho phép chúng ta rút ra kết luận: vũ trụ (hoặc phần vũ trụ mà chúng ta quan sát được) đang nở ra.
Lý thuyết và thực nghiệm đã chứng tỏ rằng trong quang học cũng có hiệu ứng Đốp-ple như trong cơ học. Trong hiệu ứng này, nếu nguồn sáng chạy ra xa máy thu ánh sáng thì tần số của ánh sáng mà máy thu nhận được sẽ nhỏ hơn tần số của ánh sáng mà nguồn phát ra. Giữa tần số và bước sóng ánh sáng có hệ thức: l= c/f.
Trong đó vận tốc ánh sáng c là một hằng số. Sóng ánh sáng có tần số nhỏ hơn sẽ có bước sóng dài hơn. Điều đó có nghĩa là vạch quang phổ của ánh sáng thu được ở máy thu sẽ dịch một chút về phía bước sóng dài (dịch về phía đỏ) so với vạch quang phổ của ánh sáng mà nguồn phát ra (xem bài đọc thêm trang 257).
II. SỰ BIẾN HÓA VŨ TRỤ


1. Sự tiến hoá của các sao
Tất cả các sao điều có lịch sử hình thành và phát triển của chúng. Các sao điều được tạo ra từ những đám tinh vân hiđrô khổng lồ. Tuy nhiên, tùy theo khối lượng của đám tinh vân lớn hay nhỏ mà mỗi loại sao có một quá trình phát triển khác nhau.
Có thể mô tả khái quát quá trình hình thành và phát triển của các sao như sau. Dưới tác dụng của  lực vạn vật hấp dẫn, các nguyên tử hiđrô bị hút lại gần nhau và tụ lại thành một đám to dần. Thế năng hấp dẫn biến đổi thành động năng rồi thành nhiệt năng làm cho nhiệt độ của đám tăng dần lên.
Khi nhiệt độ đạt đến vài chục triệu độ K thì xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân. Trong quá trình phản ứng, hiđrô bị biến thành heli, rồi thành cacbon, thành nitơ, oxi...
Ta hình dung ngôi sao lúc này