相传，天神宙斯和勒达有一对双生子。哥哥叫卡斯托尔；弟弟叫波吕丢克斯。二人形影不离，亲密无间。哪知，哥哥在一次混战中不幸身亡，弟弟悲痛万分，请求父王宙斯让他们兄弟俩永远生活在一起。宙斯爱怜这对兄弟，答应了他的请求，将他们一起升到天上，成为双子座。
双子座是12个黄道星座之一，它位于猎户座东北方，与位于银河之西的金牛座隔河相望。星座中有两颗亮星紧紧相靠，显得十分亲热，这就是分别象征宙斯的双生子卡斯托尔和波吕丢克斯的头部的双子α星（北河二）和双子β星（北河三）。300年前，双子α和双子β的亮度不相上下，而现在弟弟北河三仍是一等星，哥哥北河二却降为二等星，或许是哥哥受过重伤的缘故吧。
双子座中有一个流星群，辐射点在双子座α星附近。每年12月11日前后流星雨从那里出现。流星雨旺发时，一道道流星的闪光，犹如光芒四射的银链，十分壮观。
天神孙子的化身——御夫座
御夫座也是冬季星座之一。它位于双子座的西北方向。御夫座中最亮的α星，我国称之为五车二。御夫座中的四颗星与银河对岸的金牛座的β星构成一个五边形。若将御夫θ星和御夫β星的连线向北延伸约3倍，就可看到北极星。
御夫座是天神宙斯的孙子厄晨克托尼俄斯的化身。传说宙斯和神后赫拉的儿子赫斐斯塔司是个瘸子。他的儿子，即宙斯的孙子厄晨克托尼俄斯不幸也是个腿脚残疾、行走不便的孩子。但是厄晨克托尼俄斯非常聪明，他发明了四套马的马车，并能驾驶自如，弥补了自己不便行走的缺陷。宙斯褒奖他，将他连同他的马 车一并升上天，成为御夫座。在御夫的肩头还扛着一只母山羊和两只小羊羔。这三只羊也是大有来历的。古希腊神话中记载：天神宙斯的父亲克洛诺斯，生性残暴。他残忍地把自己的儿女一个个都吃掉了。宙斯出生时，他的母亲瑞亚怕他也被其父吞食，将一块石头塞入克洛诺斯口中。而偷偷把宙斯生养在克里特岛上，用母羊阿马尔菲亚的奶水喂养他。宙斯长大成人后，推翻了凶残的父王克洛诺斯的统治，成为众神之王。他为了报答母羊的哺乳之恩，将它和它的两只小羊羔升上天空，委托驾车的孙子厄晨克托尼俄斯照看它们。
百头巨龙的化身——天龙座
在北天夜空的大熊座、小熊座和武仙座之间，有一个如巨龙般呈“S”状盘旋于空中的星座，叫天龙座。
古希腊神话传说，天神宙斯和神后赫拉结婚时，众神都带来贺礼献给新婚夫妇。该亚从海洋西岸带来一株结着许多金苹果的树作为礼物。以后，夜神的4个女儿就奉命看守和栽种金苹果树的果园，还派了一个永不睡眠的长着100个头、口喷火焰的巨龙协助看守。一生完成过12件冒险的英雄壮举的海格立斯，他的第11件冒险就是夺取3个金苹果。海格立斯找到正在赎罪背负着天的巨神阿特拉斯，答应代替阿特拉斯背负着天，条件是让巨神引诱巨龙入睡并杀死它，再用计骗过女仙们，摘取3个金苹果带回来。阿特拉斯依计取得金苹果，尝到了自由的快乐，不愿再背天了。海格立斯又设计，让巨神重新背上天，自己带着金苹果凯旋而归。后来，神后赫拉把百头巨龙升上天空，成为天龙座。
天龙座尾巴上的α星，中国名叫右枢。4000多年前它曾是北极星。传说古埃及的金字塔塔底修筑的一条百米长的隧道，就是对着天龙α星挖掘的，古埃及的祭司们就从隧道里观察当时的北极星。而现在，天龙α星是颗比天龙β星和γ星都要暗的四等巨星。
本世纪以来发生的最大的流星雨，就是著名的天龙座流星雨，它持续时间长达4小时，极大时每小时流星数在5000颗以上。
永不陨落的星座——小熊星座
在北半球高纬度地区的上空，有一个偎依在大熊星座身旁的永不落的小星 座，这就是小熊星座。
古希腊神话中，小熊星座是受宙斯的妻子赫拉所害而变成大熊卡力斯托的儿子——阿卡斯的化身。英俊少年阿卡斯在林中打猎，已成熊身的卡力斯托看见离别15年之久的儿子，激动得忘记了自己是只熊，竟伸开双臂要拥抱阿卡斯。阿卡斯不知此熊是自己的生身母亲，慌忙举起猎枪，准备射击朝自己扑过来的熊。
就在这千钧一发之际，阿卡斯的父亲、天神之王宙斯在天上看见了，他不愿亲子弑母的惨剧发生，使法术把阿卡斯变成小熊，将母子俩一起提升到天上，成为大熊星座和小熊星座。心胸狭窄的赫拉见母子二熊都升入空中，相偎相依、亲情无限，更是嫉妒之极，进一步加害可怜的母子：她让自己的哥哥——海神波赛东不许卡力斯托母子下海喝水，母子俩只好终年待在天上，这就是为什么大熊星座和小熊星座永远在北极上空转圈，不能落到地平线下的神话解释。
小熊星座中最亮的α星就是著名的北极星，它率领着其他27颗六等以上星星组成小熊星座。小熊星座中有一个明显的类似北斗七星的小勺，是北极星与6颗二到四等星构成的，成为小熊的身躯和尾巴。北极星就在熊尾的末梢。与北斗七星这只大勺不同的是，小熊星座的勺不仅小，其形状和勺柄弯曲方式也自成一体。
因为小熊星座靠近北极，所以地球北半球的大部分地区一年四季都能看见它。
奔向远方的星座——室女座
古希腊神话中，有位深受人们尊敬和爱戴的女神得墨忒耳。她是众神之王宙斯的姐姐，掌管植物和谷物生长的农业女神，同时也是主管真理和正义的女神。
整个面积仅次于长蛇座的大星座——室女座，就是这位慈惠女神的化身。在室女座的西侧是天秤座，据说是室女用来称量善恶的天秤。
室女座中最亮的α星（即角宿一）与几颗较近的星连在一起，形成一个“Y”形，α星就在“Y”形柄端。室女座α与牧夫座的大角星、狮子座的β星构成一个巨大的三角形，这就是著名的“春天大三角”，在春季黄昏至上半夜夜空中十分醒目。
室女座里有一个庞大的星系团，它含有类似我们银河系那么大的星系2500个，这个著名的室女座星系团虽说是离我们最近的星系团之一，实际上离我们十分遥远，约数千万光年。尤其近年来，天文学家发现，室女座星系团正以每秒1150公里的速度远离我们地球而去。它要奔向何处？是什么吸引着它？至今仍是个疑团。
星际尘埃云中的化合物
如果只考虑可见光谱，则看不到星际间的物质。随着无线电天文学时代的到来，一切都变了。原来不发光的冷原子和原子化合物，现在我们可以说它们能发射较少的磁微波。
1944年第二次世界大战时期，荷兰天文学家亨瑞克·克里斯托弗·范迪·胡斯特计算了冷氢原子在宇宙中的特性。他了解到这些氢原子的原子核和电子（每个氢原子只有一个电子）可以在同方向或反方向上排成行，每次当氢原子由一种形式转换为另一种形式时，会发射波长21厘米的微波。任何一个氢原子每隔11年或更长时间才会发射这种微波，但是在宇宙中有很多氢原子，所以总有这种微波的存在。美国物理学家爱德华·缪斯·伯塞尔在1951年探测到了这种微波的发射，这样就可以应用微波来跟踪星际空间中不寻常的冷氢气聚集体。
当探测微波的方法被改进后，就能够探测到气体云的微小成分。例如探测到了一种很少见的氢原子，这种氢原子的原子核比普通氢原子的原子核重两倍。普通氢气是氢1，更重些的叫重氢或氢2。在1966年，我们探测到了体现氢2特征的微波，而且还有一些证据表明，从总体上说宇宙中20%的氢气是以氢2的形式存在的。
通过微波发射的特性可以识别原子的结合，比如说，在宇宙中仅次于氢原子并且可以和其他原子结合的最普遍的是氧原子。在很长一段时间内，一个氧原子和一个氢原子可能会互相碰撞结合在一起形成一种羟基组化合物。这样的化合物可以发射或吸收四种波长的微波，其中有两种波长的微波于1963年在云中被观察到。
天文学家们开始承认在薄薄的星际物质中有双原子化合物，虽然多原子化合物看起来还是不可能的。在1968年年底，水分子（两个氢原子和一个氧原子组成）和氨分子（三个氢原子和一个氮原子组成）被探测到了。
这以后，有更多更复杂的化合物被发现，它们含有一个或多个碳原子，并由此创立了天体化学。天文学家还不能确定在近乎真空的宇宙中形成的分子有多复杂，有些分子可能会由13种原子组成，但是目前只有这样的可能，即如果能把探测仪送到星际云中（但不能送到离我们有太多光年远的星际云中），还可以探测到更复杂的化合物。
银河系在移动吗
在400年前，人们证实了地球绕太阳运动，在150年前又证实了太阳绕银河系中心运动，所以毫无疑问银河系也是运动的。
关于银河系的最新研究表明，我们的银河系——银河是星系群中被叫作河内星系的一部分。银河系和仙女座是主要的两个星系，仙女座星系比银河星系大，它至少包括300亿颗恒星。在河内星系外是另一个大星系叫“玛菲星系”（以第一个研究它的天文学家的名字命名），它可能不属于河内星系。另外，在宇宙中有20个小星系，每个星系包括约100亿颗恒星。
河内星系中的星系，包括我们银河系在内，大体上在绕整个系统的中心运动，而且它们都在以3.5万光年为直径的球体中。这么大的球体只是我们的近邻，在它的外面是星系群，其中有的比河内星系大，而且每个星系群还包括几千个星系。
我们可以假设在星系群中星系绕某个引力中心运动，可是星系是怎样运动的呢？
这个问题的答案，在天文学家们认识到有其他星系的存在之前，就已经有些眉目了。1921年，美国天文学家韦斯特·麦尔温·斯立弗测出了仙女座星云的无线电波的波速（当时这么叫），约为每秒200千米，其中一部分是由于太阳在绕银河系中心旋转的过程中向仙女座星系运动的结果。如果从仙女座的中心到银河系的中心进行测量，波速只有每秒50千米。
这些处于普通状态的物体看起来离我们是这么远，但是斯立弗已经测出了15个星云的无线电波波速。除了仙女座星系和其他一个星系（后来被证明它是河内 星系的一部分）外，所有的星系都远离我们运动，而且有的退行速度还很高。
其他天文学家继续从事这项研究，并发现所有的星系（除了斯立弗指出的那两个）都正在离我们而去，而且星系越模糊（所以假设星系越远），它们的退行速度也越快。
美国天文学家米尔顿·拉萨力·胡马生为了得到这些比较模糊的星系的光谱，拍摄了很多照片，其中包括每夜发生的爆炸。在1928年他发现一个星系正在以每秒3800千米的速度后退。到1936年时，他又发现一个正在以每秒4万千米的速度后退的星系。
这些发现产生了一个新问题，为什么所有的星系都在远离我们运动，为什么星系离得越远就退行得越快，是不是我们的星系有什么特殊的地方？是不是它排斥其他星系，并且排斥的速度随着距离变远而加强？这些问题都还不清楚。如果银河系产生斥力，那么它也会作用于河内星系本身，但它没有。而且斥力随着距离的增大而变得更强的结论看起来不太可能。一个磁极会排斥另一个和它同性的磁极，一个电荷会排斥另一个同种电荷，在这种情况下，斥力随距离的增大而减弱，所以关于我们的星系需要其他的解释。哈勃是第一个看见真正的恒星的人，他解决了这个问题。他注意到其他星系并不只是远离我们退行，它们彼此之间也越离越远。不管我们位于哪个星系，其他星系都会离我们越来越远，退行的速度看起来也都会随距离的增大而增大。哈勃在1929年得出结论，整个宇宙在不断膨胀，星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部分，而不是由于任何斥力的作用。
事实上，1916年爱因斯坦就建立了一组描述整个宇宙特性的方程组，作为他相对论的一部分。这些方程组表明宇宙将会不断扩大，虽然当时爱因斯坦自己还没有意识到这个问题。
银河系的中心在哪里
古希腊人认为，人类居住的地球是宇宙中心。到16世纪，哥白尼把它降为一颗普通行星，把太阳作为宇宙中心天体。到18世纪，赫歇尔认为，太阳是银河系中心。20世纪，卡普利把太阳“流放”到银河系的悬臂上，离银河系中心有几万 光年之遥。
当太阳“离开银心”之后，谁坐镇银心还是天文学家最关注的问题。特别是，银心的距离并不算远，理应把它的“主人”搞清楚。然而，对银心的观测并不容易，原因是银心处充满了尘埃。这层厚厚的面纱实在令人难以窥视其中的奥秘。
随着观测手段的不断改进，人们对银心的了解也在不断增加。这主要是接收尘埃无法遮挡的红外线和射电源。它们就像医生测人体心电图一样，从红外线和射电波送来大量有用的信息。美国贝尔实验室的工程师詹斯基就是最先接收到银心射电波的。
由于银心核球的红外线和射电波信号很强，它似乎不是一个简单的恒星密集核心，它可能是质量极大的矮星群。1971年，英国天文学家认为，核球中心部有一个大质量的致密核，或许还是一个黑洞，其质量约为太阳质量的100万倍。如果真是一个黑洞，银心应有一个强大的射电源。
20世纪80年代，美国天文学家探测到以每秒200千米的速度绕银心运动的气体流，离中心越远速度越慢。他们估计这是银心黑洞的影响。另一些美国天文学家也宣布探测到银心的射电源，这说明银心可能是一个黑洞。
苏联天文学家则认为，证明银心是黑洞的证据不足。他们认为，银心可能是恒星的诞生地，因为其中心有大量的分子云，总质量为太阳质量的10万倍，温度为200—300K。
天文学家很关心银心是否为一个黑洞，为此，美国天文学家海尔斯提出了一个设想，即一对质量与太阳相当的双星从黑洞旁掠过时，其中一颗被黑洞吸进后，另一颗则以极高速度被抛射出去。经过计算，根据掠过黑洞表面的距离，这样的机会并不大。海尔斯的设想虽不能最终解释问题，但不失为一条探测的路子。然而，要最终搞清楚银心的构成仍有许多工作要做。
银河系是整个宇宙吗
赫歇耳曾经证明很多恒星组成了一个透镜形状的银河系，而且推测银河系就是整个宇宙。银河系的直径是10万光年，当中有约1500亿—2000亿颗恒星，人们 都认为银河系这么大的尺寸一定代表了整个宇宙的尺寸。在1910年以前还没有一个天文学家认为宇宙中的一部分会有这么大。
