.暗能量是什么？
20世纪20年代，天文学家爱德文·哈勃发现宇宙并非静止不动，而是不断膨胀的。1998年，哈勃太空望远镜对遥远超新星进行研究，发现宇宙在很久以前的膨胀速度低于现在。这一具有突破性的发现让科学家陷入困惑之中，他们长久以来一直认为物质的引力逐渐减缓宇宙的膨胀速度，甚至能够导致宇宙收缩。对宇宙加速膨胀进行解释促使科学家提出暗能量理论，正是这种能量导致宇宙加速膨胀。
科学家认为暗能量在宇宙中的比重达到近73%，并且难以捉摸，科学家一直未能直接观测到它的存在。科学作家阿德里安·乔表示：“暗能量可能永远不会暴露其本来面目。不过，科学家仍比较乐观，认为通过研究能够揭示暗能量的起源。”
2.暗物质是什么？
20世纪六七十年代，天文学家假设宇宙的质量可能超过可观测的质量。华盛顿卡内基研究所的天文学家沃拉·鲁宾对星系内不同位置的恒星速度进行了研究，发现处于星系中央的恒星速度几乎与外侧恒星的速度没有任何差异。这一发现似乎有悖于基本的牛顿物理学定律。按照牛顿的物理学定律，星系外侧的恒星速度应该更慢。
天文学家用一种看不见的质量解释这一现象，也就是暗物质。虽然看不到，暗物质也拥有质量，研究人员根据其对正常物质产生的引力推断暗物质的存在。据信，暗物质在宇宙中的比重为23%左右，只有4%的宇宙区域由正常物质构成，包括恒星、行星和人类在内。
阿德里安表示：“科学家仍不知道暗物质是什么。几年内，物理学家有可能探测到暗物质粒子。”不过，即使有望在不久后发现暗物质粒子，天文学家也无法在短期内确定这种神秘物质的特性。
3.消失的重子哪去了？
暗能量和暗物质构成了大约95%的宇宙，正常物质仅构成余下的5%。然而在正常物质中，也有超过一半消失踪影，它们的去处成为不解之谜。所谓的重子物质构成了质子和电子等粒子，这两种粒子在宇宙可见物质中占相当大比重。《科学》杂志特约撰稿人尤希吉特·巴塔查尔吉表示：“在对从早期宇宙到现在的重子数量进行计算时，天文学家发现重子数量神秘减少，好像重子在宇宙演变史上稳定消失一般。”
据天体物理学家推测，消失的重子物质可能存在于星系之间，被称为“温热星系际介质”。寻找消失的重子仍旧是天文学家首先要揭开的谜团之一，因为对它们进行观测有助于科学家了解宇宙和星系的结构如何随时间推移发生变化。
4.恒星如何发生爆炸？