广义相对论是现代宇宙学研究的理论基础。
1.多普勒效应物理学是测定物体运动速度的有力手段。利用光波波长的相对移动量与相对运动速度成正比来测量物体的运动速度。科学家利用多普勒效应证实了宇宙是不断膨胀的大爆炸理论。
2.通过电磁波传递宇宙的各种信息，天文学家们可以对宇宙的结构、起源和演化进行研究。比如，利用光学望远镜可以接收到可见光传来的天体信息;利用射电望远镜可以接收天体传来的射电波;利用装置着探测天体的红外线、紫外线、X射线和丁射线等各种仪器的卫星、高能天文台，接收全部电磁波传来的信息，研究不同类型的天体状况，分析宇宙的结构和它们的演化过程。
3.黑洞：所谓“黑洞”，是引力场很强的一种天体，就连光也不能逃脱出来。恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。
4.在20世纪40年代末，美国物理学家伽莫夫等提出了大爆炸宇宙模型。认为，宇宙起源于160亿年前的一次大爆炸。在大爆炸后，四种基本力，即引力、强力、弱力和电磁力逐一地分化出来。后来，物质形态依次演化为原子、气态物质、各种恒星体系，最后发展成今天的宇宙。
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