Les galaxies sont des groupes d'étoiles et de matière interstellaire liés par une force de gravitation, de dimensions très variables. On les classe en 4 catégories: spirales, elliptiques, lenticulaires ou irrégulières. L'Univers comprend plusieurs millions de galaxies dont environ 200 000 sont connues.

 

Notre galaxie, la Voie Lactée, est une galaxie spirale ayant la forme d'un disque plat s'amincissant vers sa périphérie et entourant un renflement central ovale appelé bulbe. Elle est constituée d'environ 200 milliards d'étoiles. Le disque a un diamètre de 100 000 années-lumière et une faible épaisseur de 1 000 années-lumière. Le bulbe a un diamètre de 20 000 années-lumière et une épaisseur de 3 000 années-lumière. Il comprend en son centre un objet d'une densité énorme (plusieurs millions de fois la masse solaire) dont la nature est inconnue. La concentration de matière diminue du bulbe vers le bord du disque. Autour du disque, évolue un halo de plusieurs centaines d'amas globulaires, composés des étoiles les plus vieilles de la Galaxie (plus de 10 milliards d'années). Le disque effectue une rotation d'ensemble différentielle, la vitesse variant en fonction de la distance au centre. Le soleil et le système solaire, situés à 27 000 années-lumière du centre, tournent à une vitesse d'environ 250 km/s et il leur faut 250 millions d'années pour faire le tour de la Galaxie. Les galaxies les plus proches sont les 2 nuages de Magellan, petites galaxies irrégulières situées l'une à 170 000 années-lumière (Grand Nuage), l'autre à 210 000 années-lumière (Petit Nuage).

.Les galaxies s'assemblent en amas et les amas en super-amas. Notre galaxie et la galaxie d'Andromède sont les plus importantes galaxies de l'amas local, ensemble d'une trentaine de galaxies contenu dans une sphère de 10 millions d'années-lumière de diamètre. Cet amas est lui-même situé en périphérie d'un ensemble beaucoup plus étendu, le super-amas local de 100 millions d'années-lumière de diamètre. Son centre, qui se trouve à 40 millions d'années-lumière dans la direction de la constellation de la Vierge, est constitué de l'amas Virgo, concentration la plus importante du super-amas local avec 200 ou 300 galaxies. Parmi les principaux autres super-amas,figurent Coma-A1367, Hercule, Poissons-Persée et Hydre-Centaure. Coma-A1367 comprend l'amas Coma, situé à 300 millions d'années-lumière et dit amas riche car il est composé de plusieurs milliers de galaxies.

 

A des milliards d'années-lumière, se trouvent des objets qui, malgré leur éloignement, sont extrêmement lumineux pour être néanmoins visibles. Ils sont appelés des quasars (abréviation de quasi stellar objects). La luminosité de certains d'entre eux doit être égale à celle produite par un millier de supernovae explosant à la fois. Les variations de leur rayonnement montrent que celui-ci provient d'une région de très petites dimensions, moindres que celles du sytème solaire. Leur puissance est donc énorme par rapport à leur volume. Une des hypothèses émises est que ces quasars représentent la phase d'activité extrême de noyaux de galaxies, analogue à celle qui survient à une étoile lorsque son noyau se transforme en pulsar ou en trou noir, mais le phénomène se produit alors à l'échelle de galaxies entières par explosion ou collision en chaîne de milliers d'étoiles et le trou noir formé au centre du quasar atteint sans doute plusieurs millions de fois la masse solaire.