人们已经研究了几千年的天空，我们对宇宙的了解仍然相对较少。
当天文学家继续探索时，他们会更详细地了解恒星，行星和星系，但有些现象仍然令人费解。科学家是否能够解决宇宙的奥秘本身就是一个谜，但是只要人类继续向上看，对空间及其所有异常的迷人研究将继续激发新的思想并推动新的发现。
宇宙中充满了看不见的物体
我们的宇宙中，实际上充满了看不见的东西。天文学家称：目前所能观测到的星系、恒星以及行星等等仅仅只占宇宙总物质的4%。剩下96%的物质无法看到，甚至于难以理解它们到底是何物。这些难以捉摸的物质，被称为暗物质和暗能量，虽然它们还没有被直接探测到，但是天文学家在研究引力影响效应时，可以推测出它们的存在，由于其质量非常巨大，因而其产生的引力效应也是非常大的。
宇宙中的暗物质
暗物质（包括暗能量）被认为是宇宙研究中最具挑战性的谜题，它代表了宇宙中90%以上的物质含量，而我们可见的世界只占宇宙物质的10%不到。暗物质无法直接观测，却能干扰星体发出的光波或引力等，其存在能被明显感受到。
中天文学家总是在寻找暗物质，这是一种神秘的物质形式，无法通过正常手段检测到，因此它的名字。当前方法可以检测到的所有普遍物质仅占宇宙中总物质的约5％。暗物质弥补了其余部分，以及被称为暗能量的东西。当人们看到夜空时，无论他们看到多少个恒星（以及星系，如果他们使用的是望远镜），他们只能看到实际存在的一小部分。虽然天文学家有时使用“空间真空”这一术语，但光穿过的空间并非完全空洞。实际上每立方米空间中有几个物质原子。曾经被认为是空的星系之间的空间往往充满了气体和尘埃的分子。
宇宙中的密集物体
人们也常常认为黑洞是解决“暗物质”这个难题的答案。也就是说，人们认为下落不明的物质可能是黑洞。虽然这个想法不是真的，但黑洞仍然让天文学家着迷，这是有充分理由的。黑洞是如此密集，具有如此强烈的引力，没有任何东西，甚至光线都无法逃脱它们。例如，如果一条星际船舶以某种方式太靠近黑洞而被它的引力“首先面对”吸入，那么船前部的力将比后部的力强得多，即由于引力的强度，船和内部的人会像太妃糖一样伸展或弹性化。结果？没有人活着出去。
你知道黑洞可以碰撞吗？当超大质量黑洞之间发生这种现象时， 引力波被释放。虽然推测存在这些波的存在，但直到2015年它们才被实际检测到。从那时起，天文学家已经从几次巨大的黑洞碰撞中探测到了引力波。中子星超新星爆炸中大质量恒星死亡的残骸 - 与黑洞不同，但它们也相互碰撞。这些恒星是如此密集，以至于充满中子星材料的玻璃比月球的质量更大。尽管它们如此庞大，但中子星是宇宙中速度最快的旋转物体之一。研究它们的天文学家以每秒高达500次的旋转速率计时。
科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设，但还没有得到足够的验证。 美国约翰斯·霍普金斯大学下属的太空望远镜研究所，借助3年前安装在“哈勃”太空望远镜上的“先进测绘照相机”，观察到更远处星系发出的光在两个星系簇中的暗物质干扰下产生的引力透镜现象，进而通过计算机模拟，得到了暗物质的分布图。这两个正在诞生中的星系簇位于南部天穹中，距地球约70亿光年，各拥有约400个星系。 所谓引力透镜现象，是指当光在经过具有引力的天体附近时，会像通过凸透镜一样发生弯曲。从理论上说，暗物质也会造成引力透镜现象，但其效果非常微弱，只有“先进测绘照相机”这样的高灵敏度观测设备才能拍摄到，而地面的天文望远镜会因为大气干扰难以看清。
什么是恒星，什么不是？
人类有一种有趣的倾向，即将天空中的任何明亮物体称为“恒星”即使不是。恒星是一种过热气体，散发出光和热，通常会在其内部产生某种融合。这意味着流星不是真正的明星。通常情况下，它们只是微小的尘埃颗粒落入我们的大气层，由于与大气气体的摩擦热而蒸发。
还有什么不是恒星？行星不是恒星。这是因为对于初学者而言，与恒星不同，行星不会融合其内部的原子，并且它们比普通恒星小得多，虽然彗星的外观可能很亮，但它们也不是星星。当彗星围绕太阳旅行时，它们会留下尘埃落后的痕迹。当地球经过彗星轨道并遇到这些小径时，我们看到随着粒子在我们的大气中移动并被烧毁，流星（也不是星星）的增加。
我们的太阳系
我们自己的恒星，太阳，是一股不可忽视的力量。在太阳核心深处，氢气融合产生氦气。在此过程中，核心每秒释放相当于1000亿枚核弹。所有这些能量都通过太阳的各个层面发挥作用，花费了数千年才能完成这次旅行。太阳的能量以热和光的形式释放，为太阳系提供动力。其他明星在他们的生活中经历了同样的过程，这使得恒星成为宇宙的强者。太阳可能是我们所知道的恒星，但我们生活的太阳系也充满了怪异和奇妙的特征。例如，尽管水星是距离太阳最近的行星，但地球表面的温度可能会降至-280°F。怎么样？由于水星几乎没有大气层，因此没有什么可以在地表附近捕获热量。结果，行星的黑暗面远离太阳的一面变得非常寒冷。
虽然距离太阳更远，但由于金星大气的厚度，金星比水星更热，因为金星的大气层将热量捕获在行星表面附近。金星也在其轴上旋转得非常慢。金星的一天相当于243个地球日，然而，金星的年仅为224.7天。与太阳系中的其他行星相比，金星在其轴上向后旋转。
星系，星际空间和光这个宇宙拥有超过137亿年的历史，是数十亿个星系的发源地。没有人确切知道有多少星系都被告知，但我们所知道的一些事实令人印象深刻。我们怎么知道我们对星系的了解？天文学家研究发出的轻物体的线索，了解它们的起源，演变和年龄。来自遥远恒星和星系的光需要很长时间才能到达地球，我们实际上看到的是过去出现的这些天体。当我们抬头望着夜空时，我们正在回顾过去。距离越远，它出现的时间越远。
宇宙充满了星系，而最远的星系正以超过90％的光速离开我们。所有可能实现的最奇怪的想法之一是“膨胀的宇宙理论”，它假设宇宙将继续扩张，并且就像它一样，星系将变得更远，直到它们的恒星形成区域最终用完。从现在起数十亿年，宇宙将由古老的红色星系（在它们演化的最后阶段）组成，相隔甚远，它们的星星几乎不可能被发现。
宇宙之外可以还存在着更多的宇宙，天文学家认为我们的宇宙只是无数个宇宙中的一个，由这个观点引出了一个被称为“多元宇宙”的理论。根据这个理论的进一步推导，我们的宇宙来自于大爆炸，并在此之后出现不同区域存在不同膨胀速率的现象。其结果直接导致了泡沫宇宙论的兴起，在每个泡沫宇宙中都拥有各自的物理规律，并存在着与其他宇宙截然不同的特性。
但是，多元宇宙论的观点是颇有争议的。最初，该理论的概念是科学家虚构出来的，直到在对宇宙微波背景辐射的研究过程中，科学家找到了能适用于该理论的物理标记，而宇宙微波背景辐射则是在宇宙大爆炸之后一直遗留在宇宙空间中。此外，科学家希望能观测到泡沫宇宙之间发生碰撞的迹象，但是都没有任何确凿的证据。部分研究人员认为：如果两个宇宙发生碰撞，在宇宙微波背景上会留下圆形的图案。