问题1：大爆炸之前发生了什么？
我们都知道地球，一个演化了46亿年的星球，目前宇宙中已知存在生命的唯一天体。
对大多数物理学家来说，这个问题很难回答，因为它没有意义。
如果时间是从大爆炸开始的，那就没有之前，因为之前没时间。这如同问，南极之南是什么？物理学家的大爆炸模型显示，宇宙在大爆炸之后如何快速膨胀，然后最终减慢到正常速度膨胀。
一些专家说：也许时间不是从大爆炸开始，而是当宇宙演化到一定阶段之后才出现。另一些人则认为：大爆炸只是宇宙从一个更早时期演化的相变过渡。更有一些人认为：这个宇宙只是多重宇宙中的一个。看来，半个世纪以来，我们现在仍然无法回答这个问题。
问题2：什么是暗物质？
天文学家一个世纪以前就发现了暗物质。
但问题是需要证明其存在。暗物质占可见宇宙中总质量和能量的四分之一以上，但现在仍不能够确定暗物质究竟是什么。科学家猜测，暗物质是由弱相互作用粒子组成，可以自由穿过普通物质。但目前为止，仍然不能够证明其存在。
多伦多大学物理学家罗伯特·亚伯拉罕（RobertoAbraham）说，“如果能知道暗物质是什么粒子，或如能确认它是一种粒子，就太好了。”因此，这个问题目前尚无解。
问题3：我们是宇宙中唯一的生命吗？
我们银河系内有几千亿颗恒星，一些恒星已确认存在行星绕行。
专家估计可见宇宙中至少有万亿个星系，很可能在某个地方也有生命存在。旧金山附近的“地外智慧生物搜寻”SETI（SearchforExtraTerrestrialIntelligence）协会致力于寻找外星生命，但到目前为止没有任何发现。该协会的天文学家塞特·肖斯塔克（SethShostak）表示，现在说是否有外星生命还为时过早，因为目前只是对准了几千颗恒星，他估计未来24年我们应该能找到外星人的信号。
问题4：什么是暗能量？
科学家在上世纪90年代通过哈勃空间望远镜发现，星系彼此在加速远离，推动星系远离的力来自于暗能量。
暗能量占可见宇宙总能量的三分之二以上，但到目前为止，仍无法证明暗能量是什么。因此，暗能量仍然是一个谜。
问题5：黑洞里面是什么？
黑洞是引力强烈到没有任何东西能够逃离的空间区域，完全和外界隔离。
如果你能进入黑洞看看里面是什么，可是怎么再次出来告诉别人？
最大的希望是研究黑洞的事件视界，以寻找了解黑洞内部的线索。黑洞视界面望远镜将智利，亚利桑那，加利福尼亚，西班牙，夏威夷和南极洲分布于世界各地的望远镜连接起来组成网络，并已观测第一批数据。但目前，仍无法回答这个问题。