在地球上，地球的引力拉曳还不足以压垮这些电子壳层“减震器”，即使在地球核心，几千千米厚的岩石和金属压在地球核心的那些原子上，也并没有把电子壳层压碎。
可是在像太阳这样的恒星上，情况就不同了。太阳的质量要比地球大几十万倍，它的引力也要比地球强得多。在恒星中心的原子，电子壳层被压碎了，这时电子就松松散散地到处运动着，而不再绕着原子核运行，这样原子核就可以自由地移动了，它们甚至可能因为互相碰撞而粘在一起，这种变化会导致能量的产生。这样产生出来的能量是很大的，以至于在恒星的中心可以达到几百万度的高温，一部分热量由恒星表面朝四面八方泄人太空，这就是恒星之所以发光的原因。这样产生的热使恒星保持一定的大小，并且使原子不至于被重力压得粉碎——只有在恒星中心是例外。
恒星中心的能量来自氢原子核(最小的原子核)向氦原子核(次小的原子核)的转变，恒星中的大部分氢原子都是这样逐渐用完了的。
不过到了这时，恒星中心已经变得极其灼热，以致于所聚积的热量终于使它膨胀成为一颗巨星，这时恒星表面因冷却而转变为红色，所以这样的恒星就叫做红巨星。
当氢差不多全部用尽时，“核火”往外转移到恒星稀薄的最外层，然后恒星的最外层膨胀成为气体，最后终于消散不见了，较里面的层次包含了恒星的几乎全部质量，但是再也没有能量使它们保持灼热了，重力迅速地将它们往里拉，于是恒星便坍缩了。坍缩极其迅速，重力异常强大，所有的原子核也比它们在普通恒星中挨得更紧密得多。这时，那颗恒星的全部质量都挤到——个小小的体积中去，立刻变成了一颗白矮星。
对于太阳来说，在大约50亿年内还不会发生这种情况，但是对于某些氢燃烧已经用尽的恒星来说，这种坍缩过程却已经发生了，天狼B星和南河三B星就是两个例子。
类星体
关于类星体，还得从1960年说起。在1960年以前，射电天文学家已经记录了天空中几百个发射无线电波的天体，也叫射电源。光学天文学家现在已经成功地识别出这些天体中有一些是银河系内的气体云，另一些是银河系以外的射电星系，但是还有一些射电源却没有找到相对应的光学天体。人们猜想，它们大概也是射电星系，只不过是离我们太遥远了，不容易看见罢了，它们本身并没有什么奇特。但是，就在1960年，美国的天文学家利用当时世界上最大的眯口径的望远镜观测了一个名叫3C48的射电源，发现它并不是一个射电星系，而是一颗很暗的颜色发蓝的星。不久，又有人发现另一个射电源3C273也对应着一颗暗星。我们知道，一般恒星和射电发射是非常微弱的，而这种“星”却能发射那样强的无线电波，这就很值得认真研究了，用什么手段来观测和研究它呢？天体物理学家们动用了自己手中的强有力的武器，这就是光谱分析。原来每一种原子、分子或者离子，都只能发射或者吸收特定波长的光线，把某一个天体发来的光分解成一条条的光谱线，就得到了这个天体按波长排列的光谱，我们根据光谱中各种谱线的波长就能够判断出这个天体中到底包含了哪些元素。科学家们对前面说的那些射电“星”的光谱是一种前所未见的奇异谱线，和过去他们观察过的几十万颗恒星的光谱都不一样。奇怪！难道是组成这些天体的元素跟组成我们地球和一般恒星的元素不一样吗？要是不一样，又该是什么样的新元素呢？这些尚未解开的谜，向当代天文学和物理学的许多基本理论提出了尖锐的挑战。
为了解开这个谱线之谜，1963年，一位名叫施米特的科学家，仔细研究了上面说到的射电源3C273的光谱。他发现其中有4条谱线相互之间的间隔很像氢元素光谱中的4条谱线，只是3C273谱线的波长比正常氢元素谱线的波长要长得多。施米特大胆地设想，让正常氢元素那4条谱线向长波方向移动一段距离，那么，不就正好成了3C273的那4条谱线了吗，而且采用这种办法，其他射电“星”过去根本无法辨认的谱线现在也可以识别出来了，因此他得出这样的认识：这些天体上并没有什么未知的新元素，它们的光谱也就是地球上常见的一些元素的光谱，只不过是这些元素的谱线都向长波方向移动了一段距离而已。我们知道，人的眼睛可以看见的光分成赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色，其中红光的波长最长，紫光的波长最短，光谱线向长波方向移动，就叫做红移。红移对天文学家来说，并不是什么陌生的东西。一般恒星的光谱线也有红移现象，但是移动的数量很小，而奇怪的是这类射电“星”的谱线的红移量非常大，比一般恒星的红移要大上百倍甚至上千倍，比如：一条波长比紫光还要短的紫外波段谱线，经过这么大的红移以后，波长就变得接近红光了，后来人们又发现了一种虽然并不发射无线电波，但也同样有很大红移现象的天体。这种天体在光学望远镜中看来也像是恒星那样的一个小点，于是天文学家就给上述两种类似于恒星而又毕竟不是恒星的天体起了个总的名称，叫做类星体。到目前为止，测定了红移的数量大小不等的类星体已经有900多个。
类星体的谱线之谜到此看来似乎是被解决了，但是事实并非如此，紧接着又出现了另一个更令人困惑不解的红移之谜。这就是类星体那么大的红移现象是怎么产生的？物理学中最常见的一种产生红移现象的效应是多普勒效应。什么是多普勒效应呢？打个比方，当我们坐在快速前进的火车上，如果前方也有一列鸣着汽笛迎面开来的火车，我们会感到对面那列火车的汽笛声比平时听到的尖锐刺耳得多，而当这列火车开过我们身旁以后，汽笛声就一下子低沉下来，这是因为朝着我们运动的声源发出的声波频率会变高，而背离我们而去的声源发出的声波频率会变低，这就叫多普勒效应。光波和声波一样，也有多普勒效应。当一个天体朝着我们运动的时候，它发的光的频率在我们看来就会变高，光的波长会变短，这就是紫移；相反当天体离开我们而去的时候，它发的光的频率变低，波长变长，这就是红移。20世纪以来的天文观测发现，数以亿计的河外星系的谱线都表现出红移，用多普勒效应来解释，表明这些星系都在离开我们而去。按照美国天文学家哈勃在1929年总结出来的规律，红移越大，星系与我们距离越远，同时星系的运行速度也越高。如果类星体的巨大红移也和河外星系一样遵循哈勃定律的话，那就表明它们都要到极其遥远的地方。根据哈勃定律，可以估计出它们都远在几十亿光年甚至上百亿光年之外，也就是说，我们今天接收到的类星体的光是它们在几十亿年甚至上百亿年前发出的。要知道太阳系的年龄只不过50亿年左右，人类的历史只有二三百万年，这就是说，在太阳系形成之前，这些光线就已经从类星体发出，踏上了漫长的旅程。当这些光线在茫茫宇宙中以每秒30万千米的速度一刻不停地前进的时候，我们的太阳诞生了，我们的地球诞生了，直到这些光线已经走完了它们路程的99％以上时，地球上才开始出现最初的人类；这说明类星体离我们非常遥远，而且还在继续以极高的速度背离我们向更远的远方奔去。如果类星体真是那样遥远，那么新的难题又产生了，因为它们离我们那么远，还能用望远镜看到，那它们的亮度该有多大呀！科学家们的计算已经表明，一个类星体发的光要比二个普通星系发的光还要强上百倍！更为离奇的是，类星体的直径比普通星系小得多，只有普通星系的上万分之一甚至百万分之一。
为什么在类星体那样小的体积内竟然能产生那么大的能量呢？这又是一个紧接着而来的能源之谜。这是一个使天文学家和物理学家们更感兴趣也更伤脑筋的难解之谜，于是产生了许多假说。有人设想它们的能量来源于超新星爆发，丽类星体内每天都有一个超新星爆发；有的人猜测它们的能量来源于正反物质的湮灭；有人假定类星体中心有一个巨大的黑洞等等。说法很多，但没有一个令人满意的答案。看来要想一下子解决这些疑难问题是不大可能的，这需要科学家们进行长期的辛勤的探索，现在已经找到一些看来比较有希望的途径，比如：对在类星体这个总名称下的大量天体，根据它们的形态结构、辐射特性等等进行分类研究。我国的天体物理工作者，正是沿着这个途径在研究中取得了一些有价值的成果。另外。把类星体和其他一些和它相似的天体联系起来研究，也可能是一条可取的途径。类星体的存在反映宇宙的剧变，同样，这个“家族”的各个成员本身也可能产生混乱的剧变。如果这只是测量一颗类星体光谱特殊红移的问题，那么对宇宙学家来说，这个问题就很简单，即使他们对解答的含义还可能会有争执。但是事实上许多类星体光谱都显示出几种稍有差异的红移，不是在发射谱线上，而是在吸收谱线上。这个差异很重要，亮的发射谱线来自炽热的受激气体，而暗的吸收谱线则是冷气体处在光源和观察者之间时发出的，因此，原则上你可以指望在类星体所发出的光中看到任何一种红移吸收谱线，这种吸收谱线是类星体的光被处于我们同类星体之间任何距离上的冷气体云所吸收而产生的，但现在看来这不是合理的解释。在类星体光谱上所看到的吸收谱线型式表明，吸收云实际上同类星体有关联，这——点可揭示出这些高能天体结构方面的许多情况。
现已知道有几十颗类星体所显示的吸收红移略小于它们相应的发射红移，说明这些类星体被冷物质(冷物质可能是类星体核心处发生剧烈变化时喷出的)包围着，甚至对少数略大于相应发射红移的吸收红移也能作出解释，只要我们设想一下由类星体的核心处喷出的气体现在正往回落到类星体上，因而移动的速度比类星体单纯的宇宙速度稍快，但对那些吸收性红移远小于发射性红移的类星体又会作何解释呢？
有些情况下，在一颗类星体的光谱中可能发现许多完全不同的吸收红移，对这些情况最简单的解释是，在连续的剧烈辐射爆发中从类星体核心向外喷出了几个气体壳。在有些情况下，这种气体壳必须以光速的一半或大于一半的速度向外移动才能解释在一个天体内吸收红移与发射红移间的巨大差异，这就要求有很大的能量，即使是壳内的气体仅占整个类星体质量很小的一部分。这一点同观测其他天体内剧烈高能辐射爆发的结果很符合，有助于天文学家搞清楚类星体与宇宙中其他天体间的关系。
作为一种探测宇宙的手段，类星体所提供的范围的概念可以通过将红移转换成速度来表示(下文中凡“红移”一词未附说明者均指发射谱线红移)。红移为2相当于光速一半的速度，观测天文学家正在加紧证认第一颗红移为4的类星体。
在报道证认了3C273后刚好10年，《自然》杂志上另一篇报告宣布类星体0H471的发射红移为3.4。现在还知道有其他一对类星体具有这样大的红移，对这些红移的多普勒解释就是：这些类星体目前正在以大于90％的光速从我们这里退行。换言之，目前我们所看见的来自这些类星体的光是很久以前离开它们的，因而目前我们所看到的类星体实际上是宇宙很古老年代里的类星体。下面我们将会看到，这一点对于宇宙学来说是很激动人心的事。但从新天文学在首次发现射电星系以后的发展这个角度来看，其直接重要性却在于能找到这些天体及其重复的高能辐射爆发迹像同其他天文现象之间的联系。
整个60年代里，天文学家发现了大量奇异的天体：像天鹅座A一类的射电星系，在这个星系里巨大的爆发似乎曾喷出高能粒子，其他星系似乎也经历过巨大的中心爆发，留下了从它们的中心向外倾注的可见物质流，最近有证据表明甚至我们自己的银河系在遥远的过去也曾经历过某种类似的灾变性事件。从我们银河系这样的表面看来，普通的星系到混乱的塞佛特星系以及N型活动星系，这些活动星系的多样化向许多天文学家表明，星系的种类没有明显的分界线。他们不说有许多种类的星系，每一种都发生各种特殊的变化，而宁愿选取以下两种理论之一：或者说在某些星系中所观测到的活动性是星系演化发展的一部分，活动星系在某种意义上说是处于像我们自己的银河系那样的星系的早期阶段，或者说任何星系在它生命期中的任何时候都可能陷入这样一个辐射爆发中，甚至是陷入一连串这样的辐射爆发中。
这些理论立即为类星体提供了一种解释：这些类星体或者处于星系演化的最早阶段，或者我们所看到的类星体只不过是整个星系中正在爆发的明亮中心区。这样一种爆发是如此明亮，很可能使周围星系在对比之下看不见。这种见解看来是目前最好的一种见解。
在有关宇宙学和星系构造的方面，有时候有这样的谈法：有多少理论家，就有多少种理论，至少关于细节部分的理论大概如此，因此我将选用1973年海尔天文台杰罗姆克里斯琴所发表的一篇着作，作为我们当前对类星体的了解程度的一个例子。许多天文学家对这篇论述的一些细节可能会有异议，但大体来说对类星体作了似乎合理的描述。