宇宙之大，浩瀚無垠，神秘莫測。小到太陽系，大到宇宙及其外圍，都有太多難以了解和理解的部分，著實令人類傷透了腦筋。宇宙奧秘的深不可測，通常與其內部運作和其他生命體的存在與否息息相關。很多揭秘宇宙的理論本身就不易理解，而且還可能顛覆人類對現實世界的所有認知。
10.太陽系究竟有多少顆行星?無人知曉
在太陽系中，我們已知的有八顆行星和五顆矮行星。過去幾個世紀裡，人類已經成功探測到了八大行星和冥王星，並對其有所了解，但依然不知道在太陽系內、冥王星外還有什麼。這意味著也許還有大量尚未被發現的行星存在。
在發現2012 VP113(譯註：一顆海王星外天體，天文學家於2014年宣布發現)和塞德娜90377(譯註：90377Sedna，一顆外海王星天體，於2003年發現，它被發現時是太陽系中距離地球最遠的天然天體)這兩顆疑似矮行星之後，人類首次意識到太陽系內還有其他行星存在。研究人員發現，一些巨大的天體影響著這兩顆疑似矮行星的運行軌道。天文物理學家認為，在已知的行星外，有一顆體積大小約為地球10倍的行星影響著他們的運行軌跡。此外，他們還相信太陽系存在更多比地球體積更大的行星，這意味著太陽系中至少有十大行星。
這些可能存在的大行星距離地球表面至少200天文單位。天文單位(Astronomical Unit，簡寫AU)指太陽到地球之間的平均距離，一個單位長度約為9300萬英裡或1.5億公裡。鑑於距離太遠，以我們目前的儀器水平，還無法探測出是否還存在其他行星。
9.用生物方法搜尋地外文明(生物SETI計劃)
人類是如何形成的?人類是宇宙中唯一的智能生物嗎?生物SETI計劃(譯註：Search for ExtraTerrestrial Intelligence，搜尋地外文明計劃)正是基於這兩個深刻的問題而提出。畢竟，生命能夠發展到今天這個程度已經非常不可思議，況且環境居然也恰好適宜當今人類生存。而「外太空還有生命存在」這個想法，已經令人類痴迷了數百年之久。
但是，也許我們不用非得抬頭仰望星空才能找到外星人存在的證據呢?也許這種證據就存在於人類自己的DNA之內呢?任教於哈薩克斯坦國立大學(al-Farabi Kazakh National University of Kazakhstan)的弗拉基米爾·謝爾巴克(Vladimir Shcherbak)教授和供職於費先科夫天文物理研究中心(Fesenkov Astrophysical Institute，以俄羅斯天文物理學家瓦西裡·費先科夫的名字命名)的天文學家馬克西姆·馬庫科夫(Maxim Makukov)共同提出了這種假設，認為基因是宇宙中最持久的構造。如果高智能生物向我們發送信息，那麼最有效的方式就是把代碼植入我們的基因內，而不是用無線電波之類的發送信號。兩位天文物理學家的基本論點在於：如果人類基因中有一些細胞是達爾文進化論都無法解釋的，那麼這些細胞一定是某個信號，或者說是設計者留下的記號。他們還指出，人類的基因圖譜呈現出非常精密的秩序，邏輯性嚴密到令人驚訝;而這些簡單又條理分明的基因模式也許就來自太陽系以外某些更高級的生物。如果這個理論是正確的，那麼本小節開頭提出的兩個問題就可迎刃而解，也就是說，外太空還有其他生物存在，而人類正是因為他們才得以形成的。
8.白洞
大多數人都聽說過黑洞，那白洞(white holes)呢?在物理的領域中，白洞這個詞帶有一點虛構的成分：它們從未被發現，但確實有存在的可能性。有一個理論是：白洞與黑洞非常相似，主要區別在於你一旦進入黑洞就無法從黑洞離開，只能從白洞離開，而同時你又無法進入白洞。這意味著黑洞僅僅是入口，而白洞也只作為出口。鑑於上述二元論，一些物理學家便認為黑洞和白洞實際上是蟲洞的兩端。也就是說，假如某人或某物進入了黑洞，當他們從白洞出來時，就會到達另一個地方，甚至是完全不同的時間裡。
然而，這全都是推測而已，因為如前所述，白洞從未被發現過。事實上，一些物理學家也認為白洞不太可能真實存在。他們認為，如果向黑洞中投入一些東西，這些物體將只在裡邊保持不動，假如持續不斷地塞物體的話，黑洞最終會被塞滿。儘管如此，根據愛因斯坦(Einstein)的相對論來說，白洞還是可能存在的。
7.量子纏結
量子纏結(Quantum Entanglement)是一個奇怪的物理現象：在量子力學裡，兩個粒子(如電子)短暫地彼此耦合，分開之後亦會相互影響。物理學家先分別測量兩個粒子，接著讓它們結合，再單獨測量每個粒子。這時候該現象就會出現，因為測量的粒子前後性質發生了變化。有趣的是，如果你改變其中一個粒子，另一個粒子也會隨之發生改變，即便這兩個粒子之間距離了一個銀河系，它們也會展現出纏結的現象。這就是被愛因斯坦稱為「幽靈般的超距作用」(「spooky actions at a distance」)的難題，因為兩個粒子之間的相互作用是同時產生的，比光速更快，這無疑違背了他提出的相對論。
主流理論認為，這兩個粒子以某種方法相互通信。那問題就出現了，我們是否可以通過利用量子纏結來實現比光速更快的交流呢?遺憾的是，這不會發生，因為我們無法讓毫無規律運動的量子纏結來傳送消息。
量子纏結對我們來說實在太複雜了，甚至阿爾伯特•愛因斯坦(Albert Einstein)都對此感到困擾。
6.新宇宙起源於黑洞
已知宇宙中，最神秘的天體就是黑洞。對於黑洞是什麼、黑洞的作用等問題，已有許多理論加以探討，但沒有一個理論是完全可靠的。有一種猜想認為，黑洞實際上是孕育新宇宙的「媽媽」。有趣的是，如果這一理論是正確的，那麼我們的宇宙便處在一個黑洞之中，這個黑洞外面則又是另一個黑洞，黑洞套黑洞，以此類推。
雖然這只是一種推測，但它確實解釋了這個宇宙謎團。通過宇宙爆炸的速度，我們發現宇宙實際會比理論上更大一些。物理學家認為，宇宙大爆炸後不到一秒，黑洞就會在能量衰退前積蓄足夠的能量。而這「不到一秒的時間」就是「暴脹」。沒有人能夠確定暴脹的成因，但極有可能是黑洞中的粒子所致。對於黑洞，不必深究，我們只需要知道黑洞中有自旋為1/2的粒子(spinning half particles)。當這些1/2自旋粒子彼此間相互作用就會製造出一種叫「扭力」的斥力。扭力解釋了膨脹的原因，因為它能夠給宇宙大爆炸一點額外的推力。
宇宙黑洞起源論還解釋了時間運作的原因。用最簡單的話來說，我們的宇宙是從它的「母親」——黑洞那裡繼承了時間之箭(時間的流向)。
5.時空是一種流體
時空是一個連接了時間和空間的概念。例如，生活在地球上的人們體驗到的空間是三維的，時間是第四維，而這四個維度的組合就是時空。
你是否想過，時空感覺起來是怎樣的?這是一個有點愚蠢的問題，因為時間和空間並不能被感覺，不是嗎?物理學家相信時空事實上是一種超流體的液態物質。超流體是一種幾乎沒有摩擦或粘性的流體。當液氦溫度低於−270.98°C時，液氦便成為超流體。超流體的內部摩擦力幾乎為零，相形之下，水看起來就像糖漿一樣粘稠。
如果時空真的是一種流體，那麼它將使物理學的兩大分支：量子物理和阿爾伯特•愛因斯坦的廣義相對論合二為一。兩個理論都不能確切地描述時空經歷巨變時，如黑洞誕生，粒子究竟發生了什麼變化。
4.火劫理論
宇宙大爆炸是盛行的宇宙形成理論。大爆炸發生後, 宇宙就出現了,並且仍在繼續膨脹。但讓人難以捉摸的是,究竟是什麼引發了大爆炸呢?普林斯頓大學的物理學教授，保羅·斯坦哈特(Paul Steinhardt)提出的火劫宇宙理論(Ekypyrotic universe theory 也稱之為循環宇宙理論)告訴我們：這是由兩個像「膜」(譯註：具體參見霍金的演講：《膜的新世界》)一樣的三維世界在第四維空間發生碰撞所造成的。基於這一理論,大爆炸就是因為兩個「平」的三維世界(像晾在衣架上的床單那樣平行排成一列)彼此相撞，並粘在一起而產生的。
這種碰撞會產生動能，從而引起這個「平面」發生宇宙大爆炸，而我們便處於這個新形成的宇宙中。然而，這有悖於宇宙大爆炸是由奇點(譯註：singularity，大爆炸宇宙論所追溯的宇宙演化的起點)爆發的這一主流觀點。如果火劫宇宙理論是正確的,它將引發一些有趣的問題，例如：宇宙的外面又是什麼呢?
3.不對稱的宇宙
在宇宙大爆炸之後不到一秒的時間裡，出現了另一個大爆炸，它為宇宙大爆炸提供了更多的推力，這個推力就是暴脹。有人認為暴脹造成了宇宙大爆炸的後續影響，並把這個後續影響命名為宇宙微波背景(the cosmic microwave background,即宇宙學中「大爆炸」遺留下來的熱輻射)，這種輻射的溫度理論上在整個宇宙中都非常近似。然而，根據美國航空航天局(NASA)發射的威爾金森微波各向異性探測器(譯者註：Wilkinson Microwave Anisotropy Probe，是美國國家航空暨太空總署的人造衛星，目的是探測宇宙中大爆炸後殘留的輻射熱)和歐洲太空總署(European Space Agency)發射的普朗克衛星(Planck satellite)接收到的數據顯示，這可能不是真的。事實上，數據顯示，我們已知的宇宙的一側比另外一側溫度更高。故得出結論：宇宙是不對稱的。
關於為什麼宇宙是不對稱的，現在有兩種說法：一個是存在某個能量場(譯者註：energy field，一個物理概念)能扭曲我們的宇宙;另一個則是我們的宇宙與其他一個或多個宇宙發生了碰撞而導致不對稱。研究人員說，假使宇宙是不對稱的，這也不會影響我們所了解的物理基本定律，但同樣又追溯到了我們之前提出的問題：宇宙之外是什麼呢?
2.我們的宇宙可能會與另一個宇宙發生碰撞
多元宇宙理論是一個頗為有名且讓人難以置信的理論。實際上，的確存在其他的宇宙與我們的宇宙平行。用最恰當的類比來解釋的話，這就像一個公寓的樓層一樣，每一層樓彼此相連卻又獨立於其他樓層。那麼問題來了，如果其他宇宙不在自己的位置好好呆著，而與我們的宇宙發生碰撞，將會導致什麼後果呢?不過這種情況一旦發生，我們也無法再回答這個問題——我們還來不及發出一絲聲響宇宙間就已經以光速發生了碰撞。然而，如果能將碰撞的速度放慢，理論上我們會看見天空中出現一面巨大的鏡子朝地球飛來。這將會是我們見到的最後景象，因為宇宙碰撞瞬間我們都會消失。
好消息是，宇宙相撞是我們能想像到的最糟糕的情況，但這種相撞發生的可能性微乎其微。不過一些物理學家認為，我們的宇宙有可能已經和另一個宇宙發生過碰撞。
費米悖論
最簡單地說，費米悖論(the Fermi paradox)就是「他們都在哪裡?」(譯者註：這個問題裡的「他們」所指的就是外星人。物理學家費米的意思並非探尋外星人的位置，而更像是理直氣壯地質問：「外星人為什麼還沒有出現在我們面前?」)為什麼我們探測不到一絲有關外星先進文明的痕跡?人們之所以確信有外星人存在，是基於以下4點：第一，我們的太陽系並不特別，在星系中還存在著無數的星球。
與其他恆星相比，我們的太陽還相當年輕，存在的時間要比其他恆星晚了數十億年。太陽只不過是一顆普通的恆星，在此我們暫時也把地球當作是一顆普通的行星，那麼宇宙中就很有可能存在著與地球相類似的，即有生命體的行星。在這些應該存在生命體的行星中，即使有少數星球移動的速度像人類行走的速度一樣緩慢，也只不過需要幾千萬年就能環遊整個宇宙，早該與我們相見了。照理說，宇宙歷史長達138億年，這其中的某一時刻應該產生了某種形式的生命。這個可能性看似很大，但我們至今卻還是沒能找到一個明確的證據來證明宇宙中除了人類以外還有別的生命體存在。
費米悖論引發了各種離奇的假說，如「動物園假說(zoo hypothesis)」，該假說認為外星生命不願與人類接觸，而只在我們毫不知情的情況下觀察人類。還有的假說認為，生命就像用電腦編寫的模擬遊戲，只不過遊戲程序設定了人類是宇宙中唯一的生命體。