A Világegyetem minden létező összesége. Kora kb. 13,7 milliárd év, benne 100-800 milliárd galaxis található. A galaxisok csillagokból, bolygókból és holdakból álló rendszerek. Extragalaxisoknak nevezzük a Tejútrendszeren kívüli galaxisokat (pld. Androméda-köd). A Tejútrendszer (galaktika/galaxis) az a galaxis, amelyiknek a Nap is tagja. Ez egy spirál galaxis, amely oldalnézetben két egymás felé fordított tányérra emlékeztethet. A Naprendszer a Tejútrendszernek az a tartománya, amelyen belül a Nap gravitációs hatása érvényesül. E gömb alakú tér sugara kb. 2 fényév.
Keletkezését illetően több elmélet is van, de a legelfogadottabb szerint a csillagközi anyag forgásából és sűrűsödéséből jött létre az ősnap, amiben a megfelelő hőfokot elérve megindult a termonukleáris energiatermelés. Ebből az ősnapból anyaggyűrűk leválásával keletkezett az összes többi égitest, egy időben, ugyanazon folyamat részeként.
A Naprendszer égitesttípusai:
- Csillag: saját energiatermelő folyamattal és fénnyel rendelkező, forró gázból álló égitest.
- Bolygó: valamely csillag körül keringő égitest, amelynek nincs saját fénye, csak anyacsillagának fényét veri vissza.
- Hold: valamely bolygó körül keringő, saját fénnyel nem rendelkező égitest.
- Üstökös: kisebb tömegű, jégből és kőzettörmelékből álló égitest. A legtöbb hosszan elnyúlt ellipszispályán kering a Nap körül.
- Meteor: a világűrből a Föld légkörébe nagy sebességgel belépő, majd megsemmisülő, kőből vagy fémből álló, általában kisebb méretű égitest.
- Meteorit: meteor, amely elérte a földfelszínt.
- Bolygóközi anyag: a bolygók közötti térben található por és gázanyag.
Csillagászati mértékegységek:
- Fényév: az a távolság, amelyet a fény egy év alatt megtesz. A fény sebessége légüres térben 300.000 km/s.
- Csillagászati egység/CSE: a Nap és a Föld átlagos távolsága, megközelítően 150 millió km.
A hozzánk legközelebb eső csillag a Nap. Közepes távolsága a Földtől 150 millió km. Átmérője 1,4 millió km (109 földátmérő), térfogata 1,3 millió földtérfogat. Főleg hidrogénből, héliumból és egyéb elemekből álló, magas hőmérséklet és nyomás hatására ionizált állapotú gáz. Központi hőmérséklete kb. 15 millió °C, felszíni hőmérséklete ezzel szemben csak 6000 °C körül mozog. A Nap gázai a magas nyomás és hőmérséklet hatására plazmaállapotba kerülnek. A plazma jól vezeti az áramot.
A Nap energiatermelő folyamata a termonukleáris folyamat. A Nap magjában megy végbe a hidrogénatomok héliumatommagokká egyesülése, a proton-proton fúziós reakció. Ez az energiatermelés a magban történik, majd az energia a sugárzási övön keresztül sugárzással, az áramlási övön át pedig anyagáramlással terjed. A fotoszférát tekintjük a Nap felszínének, jellegzetes jelenségei a napfoltok (alacsonyabb hőmérsékletű területek). A kromoszféra látványos jelenségei a napkitörések, vagy flerek, a korona ritka anyaga pedig napszélként áramlik ki a bolygóközi térbe. Ezeknek a töltött részecskéknek egy része a Föld mágneses pólusai környékén légkörünkbe jutnak, a légköri gázokat pedig ütközéssel sugárzásra gerjesztik. Ez a sarki fény.
Az elektromágneses sugárzás legfontosabb hullámhossz-tartományai:
- UV (ibolyántúli) sugárzás: káros részeit a sztratoszféra ózonrétege elnyeli.
- Látható fény: a fotoszintézis alapja.
- Infravörös sugárzás: hősugárzásnak is nevezik, mert ez továbbítja a Nap melegét a Földre.
Közvetve majdnem minden földi folyamat a Nap hatására jött létre és működik. Az élővilág léte, elraktározott napenergia, hatása az időjárásra, közvetlenül is hasznosítható (napkollektorok, napelemek).
Nagybolygónak nevezzük azokat a bolygókat, amelyeket alapvetően (a két legtávolabbi kivételével) szabad szemmel is láthatunk. A törpebolygók átmenetet képeznek a nagybolygó és a kisbolygó között. Közel gömb alakúak. Ilyen törpebolygó például a kisbolygó-övben keringő Ceres, vagy a Plútó. A kisbolygók, vagy aszteroidák a törpebolygóknál kisebb, szabálytalan alakú égitestek. Megtalálhatóak például a Jupiter és a Mars közötti kisbolygó-övben.
A Merkúr a Naphoz legközelebb lévő kőzetbolygó. Felszínén alapvetően a becsapódásos eredetű formák uralkodnak (kráterek, medencék). Légköre rendkívül ritka, folyékony víz nem található a felszínén, ezért a felszínformálásban a külső erők közül csak a napsugárzás hatása érvényesül.
A Vénusz (Esthajnalcsillag) méretei a Földéhez hasonlók. Forgása a keringésével ellentétes irányú (retrográd). Légköre sűrű. 45-60 km magasságban kénsavcseppek találhatóak, amelyek nagy fényvisszaverő képességűek. Az alsó légkör főleg szén-dioxidból áll, ennek következménye az erős üvegházhatás és az 500 °C-os felszíni hőmérséklet.
A Föld a legkülönlegesebb bolygó a Naprendszerben, hiszen kialakulhatott rajta az élet. Nagy mennyiségben található meg rajta a folyékony halmazállapotú víz, ezért az erről visszaverődő napfény miatt a Föld az űrből nézve kék színűnek látszik. Alakja geoid: az a szintfelület, amely minden pontban merőleges a nehézségi erő irányára és egybeesik a közepes tengerszinttel. Képzelt forgástengelye az Északi- és Déli-sarkot köti össze. Forgási ideje egy nap; ~24 óra, mely az óramutatóval ellentétes irányban, nyugatról keletre történik. Forgásának következménye a Nap látszólagos napi járása, a nappalok és éjszakák váltakozása, illetve az eltérítő erő. A Föld ellipszis alakú pályán kering a Nap körül. Keringési síkja az ekliptika, tengelyferdesége 23,5 fok. Keringési ideje egy év; 365 nap 6 óra, iránya megegyezik forgásának irányával. Következményei: a Nap látszólagos évi útja, napsugarak hajlásszögének változása egy év alatt ugyanazon szélességi kör mentén, a nappalok és éjszakák hosszának váltakozása, a szoláris éghajlati övezetek kialakulása.
A Mars a Földhöz hasonlít tengelyforgásának idejében, tengelyferdeségében, az éghajlati övezeteiben és az évszakok változásában. Felszínét vasban gazdag kőzetek borítják, amelyek idővel oxidálódtak. Napjainkban az amerikai űrkutatásban a Mars kutatása áll az élen. Ritka, főleg szén-dioxidból álló légköre van, ez gyenge üvegházhatást eredményez. A nagy hőingadozás miatt nagy sebességű szelek, porviharok keletkeznek, ebből következően kapta a Mars a vörös bolygó elnevezést, hisz eső hiányában a légkör csak lassan tisztul meg.
A Jupiter a Naprendszer legnagyobb és leggyorsabban forgó bolygója. Vastag és sűrű légkörében vastag sávokban nagy sebességű szelek fújnak. A szomszédos sávokban a szél iránya ellentétes. Légkörének leglátványosabb jelensége a már több, mint 300 éve ismert Nagy Vörös Folt.
A Szaturnusz a Naprendszer második legnagyobb, és a legkisebb sűrűségű bolygója. Sávozott légkörében szélviharok, örvények vannak. A bolygó gyűrűrendszere jégből és apró kőzetdarabokból áll. A legtöbb holddal rendelkezik.
Az Uránusz rendkívüli tulajdonsága forgástengelyének helyzete, amely szinte egybeesik a Nap körüli keringési síkjával. Forgása keringésével ellentétes irányú. Légköre főleg metánból áll (kékes szín: a metán elnyeli a beeső fény vörös részét).
A Neptunusz kékes színű bolygó, légköre hidrogénből, héliumból és metánból áll. Légkörében az egyenlítővel párhuzamos sávokban erős szelek fújnak, melyek a Naprendszerbeli bolygókon uralkodó szelek közül a legerősebbek.
Holdunk mozgásait illetően megkülönböztetjük tengelye körüli forgását, illetve Föld körüli keringését. A tengelyforgás és a keringés ideje megegyezik: 27,3 nap, emiatt a Földről mindig ugyanazt az oldalát látjuk. A Hold Naphoz viszonyított helyzetének változása eredményezi a különböző holdfázisokat: újhold, első negyed, telihold, utolsó negyed). Egy ciklus hossza 29,5 nap.