在浩瀚的宇宙中，似乎有一種神秘的力量吸引著科學(xué)家去探索。即使從地球到其他星球和宇宙更深處有很多不可逾越的困難和障礙，各個時代的科學(xué)家們依然勇往直前，銳意進取。

1.太陽系為什么這么奇怪？

我們的太陽系有一系列的特點:最里面的四顆行星都有石質(zhì)外殼和金屬核，而最外面的四顆行星各不相同，每顆行星都有自己獨特的特點。科學(xué)家們一直在研究行星形成的過程，希望了解太陽系是如何形成的。

2.暗能量是什么？

20世紀(jì)20年代，天文學(xué)家埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙不是靜止的，而是在膨脹的。1998年，哈勃太空望遠鏡空研究了遙遠的超新星，發(fā)現(xiàn)很久以前宇宙膨脹的速度比現(xiàn)在慢。這一突破一直困擾著科學(xué)家們，他們一直認為物質(zhì)的引力會逐漸減緩宇宙的膨脹，甚至導(dǎo)致宇宙的收縮。

解釋宇宙加速膨脹促使科學(xué)家提出暗能量理論，導(dǎo)致宇宙加速膨脹?？茖W(xué)家認為暗能量占宇宙的近73%，難以捉摸。科學(xué)家們還不能直接觀察它的存在?？茖W(xué)作家阿德里安·喬(Adrian Joe)說:“暗能量可能永遠不會顯露出它的本來面目。然而，科學(xué)家們?nèi)匀粯酚^地認為，研究可以揭示暗能量的來源。”

3.暗物質(zhì)是什么？

在20世紀(jì)60年代和70年代，天文學(xué)家假設(shè)宇宙的質(zhì)量可能超過可觀察的質(zhì)量。華盛頓卡內(nèi)基研究所的天文學(xué)家沃拉·魯賓研究了銀河系不同位置的恒星速度。發(fā)現(xiàn)星系中心的恒星速度和外面的恒星速度幾乎沒有區(qū)別。這一發(fā)現(xiàn)似乎違背了物理學(xué)的基本牛頓定律。根據(jù)牛頓物理定律，星系外的恒星應(yīng)該比較慢。天文學(xué)家用一種看不見的質(zhì)量，即暗物質(zhì)來解釋這種現(xiàn)象。

暗物質(zhì)雖然看不見，但也有質(zhì)量，研究人員根據(jù)它對正常物質(zhì)的吸引力來推斷暗物質(zhì)的存在。認為宇宙中暗物質(zhì)的比例約為23%，宇宙中只有4%由正常物質(zhì)組成，包括恒星、行星和人類。阿德里安說:“科學(xué)家仍然不知道暗物質(zhì)是什么。幾年內(nèi)，物理學(xué)家可能會探測到暗物質(zhì)粒子?！比欢?，即使暗物質(zhì)粒子有望在不久的將來被發(fā)現(xiàn)，天文學(xué)家也無法在短時間內(nèi)確定這種神秘物質(zhì)的特征。

4.失蹤的重子在哪里？

暗能量和暗物質(zhì)約占宇宙的95%，正常物質(zhì)只占剩余的5%。然而，超過一半的正常物質(zhì)消失了，它們的下落成為一個謎。所謂的重子物質(zhì)是由質(zhì)子、電子等粒子構(gòu)成的，在宇宙可見物質(zhì)中占很大比例。值得注意的是，重子不是基本粒子，因為它們屬于復(fù)合粒子。最常見的重子是構(gòu)成日常物質(zhì)原子核的質(zhì)子和中子，統(tǒng)稱為核子。

該雜志的特別撰稿人尤施吉特·巴特查吉(Yushijit Bhattacharjee)說:“在計算從早期宇宙到現(xiàn)在的重子數(shù)量時，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)重子的數(shù)量神秘地減少了，就好像重子在宇宙的演化歷史中穩(wěn)定地消失了一樣?！备鶕?jù)天體物理學(xué)家的推測，消失的重子可能存在于星系之間，稱為“溫暖的星系間介質(zhì)”。尋找丟失的重子仍然是天文學(xué)家必須首先解決的謎團之一，因為觀察它們有助于科學(xué)家理解宇宙和星系的結(jié)構(gòu)是如何隨著時間的推移而變化的。

5.星星是怎么爆炸的？

當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星耗盡燃料而死亡時，就會發(fā)生大爆炸，也就是形成超新星。超新星爆發(fā)可以在短時間內(nèi)超過整個星系的亮度?？茖W(xué)家們對超新星進行了多年的研究，并用計算機模型進行了模擬。然而，這次爆炸是如何發(fā)生的仍然困擾著天文學(xué)家。

Bhattacharjee說:“近年來在超級計算機領(lǐng)域取得的進展使天文學(xué)家能夠模擬恒星的內(nèi)部條件，以便進一步了解恒星爆炸的機制。但是很多細節(jié)還是不清楚，比如爆炸是怎么發(fā)生的，內(nèi)部有什么因素相關(guān)?！?/p>

6.宇宙射線從哪里來？

天文學(xué)家一直對宇宙射線的來源感到困惑。他們花了一個世紀(jì)研究這些高能粒子的來源。宇宙射線是帶電的亞原子粒子，主要包括質(zhì)子、電子和基本元素的帶電原子核。宇宙射線從銀河系其他地方進入太陽系后，由于太陽和地球磁場的影響，其路徑會發(fā)生彎曲。

然而，這些奇怪粒子的起源仍然是個謎。該雜志的丹尼爾·克萊說:“經(jīng)過一個世紀(jì)對宇宙射線的研究，來自宇宙的大部分能量仍然非常神秘?？茖W(xué)家們?nèi)匀恍枰芯慷嗄瓴拍芙议_他們的神秘面紗。”

7.宇宙如何再次電離？

大爆炸理論是一種普遍接受的宇宙起源和演化理論。根據(jù)這一理論，宇宙誕生于約137億年前，原本是一個溫度和密度極高的點。130億年前的早期宇宙階段被稱為“再電離時代”。這期間早期宇宙的氫霧被清除空，第一次對紫外線透明。科學(xué)作家埃德溫·卡德爾說:“大爆炸后大約40萬年，質(zhì)子和電子平靜下來，相互吸引，最終進入中性氫原子。