1.何为暗物质？
暗物质是一种不反射任何光的物质，宇宙的27％由它构成。但是，没有任何直接的证据能够证明暗物质的存在，不过，科学家能够通过它对普通物质的引力作用来推测出它的存在。许多天文学家认为暗物质由有着弱相互作用的大质量粒子组成，这种粒子的重量多达单个质子的一百倍。但它与我们所设计的仪器用来探测的物质——暗物质之间并不存在相互作用。尽管暗物质的概念在60年前就已被提出，直到现在，暗物质对于科学家们来说仍然充满着未知，我们只能明确它不是什么，而无法准确地说出它究竟是什么。
2.生命在哪里？
目前我们所能观测到的宇宙是一个直径约为930亿光年的庞然大物，在其中存在着数十亿的星系，每一个星系又由数十亿的恒星和行星组成。那么为什么在统计学概念上宇宙的任意地方生命的出现都是合理的，而仅仅地球上存在着生命迹象呢？
根据费米悖论，应当早已有外星人探访过地球。然而目前为止没有证据能够证明这一点，在可探测的宇宙范围内也没有外星人留存的痕迹。这些都给我们带来疑问，地外生物在哪里呢？地球是否真的是唯一存在生命的行星？
3.为什么日冕温度这么高?
太阳的表面大概为华氏10000度，但是它的大气层，也就是我们通常所说的日冕，竟有华氏100万度，更令人惊奇的是，距离太阳越远的地方，日冕的温度反而越高。太阳物理学家一直为太阳如何再次加热日冕所困惑，目前的研究结果表明可能与太阳可见表面之下的能量和太阳磁场中的作用过程有关。
不过，目前关于日冕温度为何高出太阳表面如此之多的具体信息仍然是个谜。
4.为何恒星会爆炸？
宇宙中最剧烈的爆炸是超新星爆炸。当一颗巨大的恒星耗尽燃料，便以一次巨大的爆炸结束其生命。这些壮观的爆炸非常明亮，可以在短时间内照亮整个星系。虽然人们已经对超新星的运作方式进行了广泛研究，但恒星爆炸的方式仍然存在许多谜团。科学家们渴望了解这些恒星爆炸的机制，比如恒星在爆炸成为超新星之前，恒星内部发生了什么？
5.什么是暗能量？
就像暗物质一样，科学家们对于暗能量不是什么，比起暗能量究竟是什么更加确定。但科学家们明确知道宇宙中大约有68%都是暗能量，这可能是宇宙内部加速膨胀，从而将星系拉远的原因。然而暗能量有许多存在形式，可以从空间中的某种性质到一种新的动态流体。不管这股神秘力量到底是什么，它尚未被人类直接探测到。
那么问题就摆在我们面前，什么是暗能量呢？
在物理学和天文学中，暗能量是一种未知的能量，能够最大程度地影响宇宙。暗能量存在的第一个观测数据来自对超新星的测量，这表明宇宙并不是以恒定的速度膨胀。相反，宇宙正在加速膨胀。了解宇宙的演化需要了解其诞生时的条件和构成物质。
在进行这些观察之前，已知存在的物质能量仅以普通物质、反物质、暗物质和辐射的形式存在。对宇宙微波背景的测量表明，宇宙诞生于热大爆炸，广义相对论解释了宇宙的演变以及之后的大尺度运动。如果不引入新的能量形式，就无法解释加速膨胀的宇宙如何被测量。20世纪90年代以来，暗能量的存在一直是最被公认的宇宙加速膨胀的前提。截止2020年，宇宙学研究领域的活跃旨在了解暗能量的基本本质。
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