既然我们知道宇宙是无限的，那么我们在地球之外发现的东西往往有点奇怪也就不足为奇了。但真正令人惊讶的是，每当科学家们认为他们已经解决了一些问题时，他们就会发现一些新的东西——在某些情况下，甚至有点令人不安——这扰乱了他们花了这么长时间开发和证明的理论。
考虑到我们是多么强烈地仰望星空，甚至在我们自己的后院，也有一些科学家不理解的事情，这可能会令人惊讶。
10. 为什么太空如此嘈杂？
科幻恐怖片《异形》中的一句名言如是说：“在太空，没有人能听到你的尖叫，”。然而，科学家们发现，与人们普遍持有的观点相反，太空是非常嘈杂的。问题是他们不知道为什么。
尤其令人担忧的是，科学家们称之为“太空咆哮”，它由奇怪的、极其响亮的无线电信号组成，这些信号在各地来回跳动，还有一些科学家无法解释的信号。这一发现发生在2006年，当时美国宇航局的一次气球任务，目的是捕捉微弱的无线电波，指示宇宙历史早期形成的恒星，结果却捕捉到了一声巨响。关于是什么导致了持续噪音的理论包括很多选择，从任务试图探测的辐射到气体漩涡，甚至星系本身的噪音，但到目前为止，这些理论都不符合。
9. 大吸引子
在2.2亿光年之外，有什么东西正把我们的银河系拉向自己。这是怎么一回事？科学家们并不真正知道——因为他们无法真正看到引起反应的物体。大吸引子就是引力异常的名称，我们对它的大部分知识都是间接的，包括关于为什么我们不知道更多的理论。
大吸引子最早是在20世纪70年代被发现的，科学家们将其命名为“回避区”。几十年来，科学家们一直避免在那里寻找，因为那里与银河系中心方向相同，充满了气体、尘埃和其他碎片，这使得早期的仪器更难从噪音中识别出任何特别的东西。但这一发现向我们表明，银河系，以及我们本地星系群中的其他几个星系，肯定正在被拉向某个方向。最近的天文技术使我们能够更近距离地观察避开区，足以看到在大吸引子诺玛星系团附近的一个巨大的超星系团。然而，即使诺玛星系团如此之大，科学家已经排除了它作为大吸引子的候选。幸运的是，科学家们相当确定，考虑到更为直接和更接近家园的威胁，这种特殊的异常不会很快摧毁我们的星系。
8. 巨大的空洞
虚空中怎么会有虚空？空间通常被认为是最终的虚空：毕竟，普通物质只占已知宇宙的1%到10%，所以自然地，其余的应该是虚空。但事实证明，空间的某些部分只是有点太空了，人口太少。空洞大小不一，通常是通过天文学家绘制的宇宙微波背景图（CMB）中的“冷点”发现的。小口袋里什么都没有并不奇怪，但已知宇宙中的大口袋里几乎没有恒星，这完全是另一回事。
理论上存在的最大空洞实际上非常接近：KBC空洞，也被称为局部空洞，理论上是银河系以及我们的局部星系团的所在地。如果以其命名的科学家（瑞恩·基南、艾米·巴格和伦诺克斯·考伊）的观察是正确的，我们的星系位于一个直径可能在10亿到20亿光年之间的洞中，距离中心只有几亿光年。
在20世纪80年代发现的牧夫座虚空，直径约2.5亿光年，似乎只有大约60个星系。相比之下，我们自己的星系（如前所述，它位于自己相当大的黑洞中）有二十多个星系邻居。为什么这些补丁不重要？一方面，它们挑战了我们现有的宇宙形成和宇宙年龄的概念。即使我们知道宇宙不存在的数十亿年也不应该足够长，无法正常扩展，形成巨大的空洞。这导致了另一个原因：一些科学家推测，这些空洞可能是由暗能量激增造成的。然而，最终，没有人知道为什么宇宙中似乎点缀着这些随机的、巨大的洞，其中几乎没有任何可见的东西。
7. 土星的卫星
虽然我们后院以外的更广阔的空间充满了神秘，但人们普遍认为，我们对自己太阳系中发生的事情掌握得相当好。这使得我们最近发现了一个全新的卫星围绕土星旋转，这确实很奇怪。
“佩吉”（Peggy）是一颗可能正在解体的微型卫星，于2013年被发现，当时美国宇航局的卡西尼号拍下了土星环的照片，并捕捉到了暗示新卫星形成的扰动。这一发现确实揭示了土星如何成功地获得了如此多的卫星——62颗卫星得到证实，有150颗大小不同的卫星——但它也提出了更多的问题，包括土星卫星的稳定性。自2017年卡西尼号进入黑暗状态以来，没有真正的方法知道佩吉是否仍然存在；喷气推进实验室推测，这个小卫星不太可能变得更大，事实上更可能解体。还有一段时间，另一个任务才能到达这颗环形行星，以便足够接近确认或否认。
6. 有东西挡住了我们看不到来自遥远星球的光
一颗距离我们大约1500光年的恒星，非正式命名为“虎斑星”或KIC 8462852，以另一个不太正式的昵称“WTF之星”而闻名。在这种情况下，WTF代表两个不同的首字母缩写，更礼貌的一个是“流量在哪里？”这是因为有什么东西——到目前为止，科学家还不确定是什么东西——阻止我们看到来自恒星的大约20%的光。
关于什么可以广泛地阻挡光范围的理论：塔贝塔·博亚吉安（Tabetha Boyajian）以该恒星命名，他推测这可能是一个戴森群（Dyson Swarm），这是一种理论上的巨型结构，被先进文明用来从恒星获取能量输出。当然，这一解释并没有得到任何人的认可，自2013年博雅健宣布她发现这颗恒星的奇怪变暗模式以来，许多科学家一直在试图解释其可变性和模糊性，最近的论文发表于2019年。然而，迄今为止，没有任何东西能完全解释这颗恒星被阻挡的原因。
5. 新的黑洞发现继续证明我们对黑洞的了解还不够
现在，科学家已经捕捉到了黑洞的第一张图像，与科学家和外行过去对它们的看法相比，这种奇怪的现象似乎不足为奇：只是恒星演化的另一个阶段，以及非常大的恒星在燃烧时会发生什么。然而，就在科学家们开始思考他们理解这一现象的基本原理时，他们遇到了另一个曲线球：鉴于我们对宇宙年龄和结构形成的理解，他们发现的一些超大质量黑洞太大，太年轻，不可能存在。
2017年，科学家们发现了一个最大、最遥远的超大质量黑洞：这个物体是在宇宙只有当前年龄的5%时形成的，这本来是不可能发生的。再加上物体的绝对质量，科学家们就更加困惑了。根据科学家对宇宙年龄的了解，根本没有足够的时间让这么大的物体发生。最近，中国科学家在离家较近的地方发现了另一个超大质量黑洞的怪物：距离地球13800光年，它比太阳重68倍，这是不可能的。这些发现只是证明，当科学家确信他们理解了空间奥秘的力学时，一定会有一些东西出现，并对理论造成另一次冲击。
4. 太阳系中有多少颗行星？
每个人都知道在我们的太阳系中有八颗（或2006年之前有九颗）行星；甚至有多个记忆装置可以按正确的顺序记住名字。但最近，跟踪太阳系中物体运动的模型表明，这种基本理解可能完全错误。
2005年，加州理工学院的天文学家迈克·布朗（Mike Brown）在柯伊伯带发现了一个比冥王星更大的天体，这本身就引发了一场科学革命：因为在其轨道之外有比冥王星大的天体存在，当时的第九颗行星被国际天文学联盟降级为“矮行星”。快进到2016年，布朗带着确凿的证据回来了，证明冥王星之外还有另一颗行星，这颗行星有海王星那么大。然而，困难在于这颗巨大的行星离我们有多远：太远了，我们实际上看不到它。事实上，布朗和他的同事发现这颗行星的方式只是通过观察太阳系中现有行星和已知天体的轨道模型。当科学家们研究如何证明或反驳这颗行星的存在时，一个更大的问题继续浮现：我们的太阳系到底有多大，是否有更多的行星大小的物体，甚至更远，我们看不见？
3. 太阳系是如何发展和演变的？
几十年来，我们太阳系的发展都是以科学为基础的：水星、金星、地球和火星等岩石行星很早就形成了，因为组成它们的较硬的材料能够承受更接近太阳的高温。随着时间的推移，像土星、木星和天王星这样的气体巨星来自于较轻的物质——冰、液体和气体——它们聚集在离太阳更远的较冷区域。但是，最近从太阳系外的观测再次使这一点受到质疑：被称为“热木星”和“热海王星”的气态巨行星离它们的恒星越来越近，这就打开了一个问题，即它们是在离太阳越来越近的地方形成的，还是随着时间的推移迁移到那里。
随着科学家寻找系外行星——即太阳系外围绕恒星旋转的行星——关于我们自己的天体邻域如何形成的普遍接受的理论遇到了更大的挑战。热木星和热海王星是气体巨星，它们的轨道接近它们的恒星，在少数情况下接近1天文单位（即地球和太阳之间的距离）。科学家们无法达成一致的是，气体巨星是否真的离它们所环绕的恒星如此之近，或者它们是否随着时间的推移越来越近。这个问题的答案——如果可以确定的话——可以告诉我们很多关于我们自己的太阳系是如何形成的，以及它的最终命运：我们系统中的巨人是随着时间的推移而扩散的，还是像死亡螺旋一样被拉入？
2. 宇宙的“黑暗时代”是如何结束的？
太空大部分是黑暗的——这是公认的，从观察角度来看，这并不完全错误。因此，我们可能会惊讶地发现，宇宙中有一个更黑暗的时代：一个从大爆炸后大约30万年开始，到宇宙开始后大约5亿年结束的时期，那时气体非常稠密，光无法穿透或传播。简言之，宇宙是尽可能黑暗的，无处不在。然后，似乎同样突然，情况不再如此：突然，宇宙重新电离，慢慢地，气体开始聚集在一起，形成我们现在可以识别的结构。但为什么和如何？
科学家们不知道。对宇宙微波背景和我们能够看到宇宙最早形成的区域的观测告诉我们，它确实发生了——事实上，如果没有它，我们就不会存在——但由于这些区域仍然充满气体，因此几乎不可能以这种方式进行观测以获得答案。事实上，科学家们如此困惑，以至于关于它的理论在地面上相当薄弱：宇宙学家、天文学家和理论物理学家都仍然致力于寻找一些可以观察的东西，从中开始形成理论。在这一点上，我们所知道的是，大约在大爆炸后5亿年，某种隐喻性的东西给了不透明和中性的宇宙一次震动，气体和尘埃开始沉降到特定的结构中，这些结构将导致恒星、行星、星系、星系团以及我们能够识别的其他一切。
1. 大爆炸之前发生了什么？
经过大量的争论，天文学家和物理学家发现了“大爆炸”的基本证据，这一事件开始了我们所知道的宇宙。然而，仍然困扰科学家的问题是：大爆炸之前的宇宙是什么样的？很明显，如果有什么东西可以爆炸，那么它就在那里——但它是什么，它是如何表现的，它是怎样造成如此巨大的爆炸，以至于数十亿年后，已知的宇宙仍能感受到这种影响的？
科学家过去认为宇宙是永恒的：它一直存在，并将继续存在到无限。但物理学和宇宙学的证据都指向了一个确定的起点。就目前的情况而言，我们知道大爆炸后一秒钟发生了什么，当时宇宙冷却到足以让质子和中子等亚原子粒子粘在一起。但我们目前还没有办法知道大爆炸本身是如何发生的——这意味着我们无法知道宇宙在它之前是什么样子。最普遍接受的理论是围绕着超密度、超热的材料集合，但支持该理论的科学家们无法就其是无限延伸还是无限微小达成一致。其他理论包括大爆炸不是一次性事件，而是重复发生的可能性——当然，其规模如此之大，以至于我们所知道的生命在再次发生之前早已灭绝。
一些理论甚至认为，在大爆炸之前，根本就没有任何东西：整个宇宙的物质都是从虚空中爆炸出来的。我们永远不会知道的可能性比我们永远不会发现的可能性更大，已故的斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）指出，答案甚至不重要：因为“大爆炸之前”基本上是在时间之前，任何存在的东西都无法被观察到，最终都是无关紧要的。但这一事实并不能阻止人们的疑惑。
