近年來，天文學家在太空中發現了令人難以置信的宇宙現象，如引力波、火星存在液態水等。但與龐大的宇宙相比，目前天文學所探索的空間還是微不足道的狹小，很多問題仍找不到答案。據《商業內幕》報道，目前天文學最大的未解之謎涉及暗物質、反物質、宇宙射線來源等。探究其中任何一個問題，都有可能改變目前的基本宇宙理論。
宇宙絕大部份物質不可見
目前，天文學家知道所觀測的星體、星系、射線等物質雖然數量極其龐大，例如星系數以億計，但這些物質僅佔宇宙的5%，其餘95%可能是暗能量和暗物質。
暗能量和暗物質是指科學家目前無論使用任何方法也不能直接觀測到的部份，但可以被推測出來。按此比例來說，天文學能觀測到的宇宙幾乎為零。再換一個角度思考，因為構成宇宙的絕大部份物質和能量觀測不到，那麼是否說明人們幾乎不知道宇宙真實的展現？
為何正物質遠多於反物質
物理學認為，構成物質的基本粒子按照微觀性質可分為完全相反的兩種：正物質和反物質。
正物質和反物質相遇會發生能量完全轉換成光子的「湮滅」現象，從而失去以前的性質。如果宇宙中的正、反物質相遇，那麼宇宙就將不復存在。
雖然湮滅的情況並未發生，但令科學家困惑的是，宇宙中的正物質遠多於反物質。歐洲核子研究中心的研究人員說：「這是物理學面臨的一個最大挑戰。需要弄清楚反物質發生了甚麼事，或者為甚麼宇宙是正物質與反物質不對稱的組成。」
高能宇宙射線來源猶成謎
科學家發現，地球不斷被來自太空的高能宇宙射線撞擊，但是到目前為止，沒有人能夠知道它們的來源。
歐洲核子研究中心的研究人員表示，人們能夠判斷最低能量的宇宙射線來自太陽的帶電粒子流，稱為「太陽風」，「但那些高能量粒子的來源很難判斷，因為它們在星際空間的磁場中穿行時，運行軌跡會發生扭曲和旋轉」。
高能宇宙射線包括伽瑪射線、X射線和紫外線等。科學家無法說明它們在穿越巨大星系空間的過程中所發生的具體情況。
快速射電暴奇特分佈規律
2007年，科學家使用澳洲帕克斯射電望遠鏡發現首個快速射電暴，此後世界各國的天文學共檢測到16個這種強烈的電波信號，至少可以確定其中1個來自於60億光年遠的某個橢圓星系。
快速射電暴是一種分佈特徵很規律的極強能量信號，每個快速射電暴相當於太陽1個月放射的能量。
而讓天文學家最感到困惑的是，用數學方法分析出快速射電暴的持續時間都是187.5的倍數。德國科學家認為，這種分佈規律的概率只有萬分之5，難以用任何一種當前的理論解釋原因。◇
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