◆黑洞之谜
恒星在核能耗尽后，其质量超过2个太阳质量的，可能成为黑洞。因为在这种情况下，由于星体的质量相当大，引力也相当强，所以它的内部将没有任何力量阻挡恒星的引力收缩，星体将无限地收缩下去。
半径越来越小，密度越来越大，其表面的引力强度也越来越大。最后，它表面的引力大到足以使得一切粒子，包括光子都不能脱离它，也就是说引力强大到连光线都无法射出。这样，人们将看不见它，而只能透过它对周围物质的影响，间接地探知其存在。
任何物质，只能从黑洞外面被吸引到里面，而不能从黑洞里跑出来。到目前为止，黑洞的存在还只是一种理论上的预言，尚待验证。但有人认为，一些发射出X射线的双星系统中，那个质量很大而又看不见的成员，很可能就是黑洞。
◆太阳系的八大谜团
谜团之一：水星如何诞生？太阳系由九大行星组成。其中水星、金星、地球、火星及冥王星，是以岩石为主要成份的“地球型行星”；木星、土星、天王星及海王星，是大量气体包围的“木星型行星”。
最靠近太阳的行星是水星，它是如何诞生的呢？有两种说法：(1)由于水星最靠近太阳，科学家认为水星是在原始太阳系星云中的高温区域，由凝固的金属铁及其他富含物质的材料物质堆积而成。(2)水星是在巨大的原始行星互相碰撞的时候，由彼此的金属铁融合而成。
谜团之二：金星为什么灼热？金星的大小和地球最接近，两颗行星的内部构造可能也很相似。但根据探测船和雷达的观测，金星是一个灼热的世界，如同炼狱，表面笼罩着二氧化碳的浓厚大气。地表温度高达450摄氏度左右，是地球地表温度的30倍。
由于金星靠近太阳，当太阳能量上升之后，金星上的水化为气体释放到大气中。这时，原本溶于海中的二氧化碳也积存在大气中，引发强烈的温室效应，导致地表温度暴增。
谜团之三：月球离地球越来越远？月球目前距离地球大约60倍地球半径。但是，由于在地球和月球之间的潮汐力的影响，月球正以每年约3厘米的速度慢慢离地球远去。
另一方面，地球的自转速度也逐渐变慢。也就是说，以前月球比现在更靠近地球，而地球的自转速度比现在更快。证据就在科学家发现的“二枚贝”化石上。二枚贝的成长速度会随着潮汐的涨落而变化，一边成长一边形成树木年轮一样的条纹，条纹数量和宽度依潮湿的大小而异。
根据这些条文数量和宽度，科学家发现，大约5亿年前，地球一天只有21小时，一年有410天。在地球的演化史上，地球运转变慢这种现象，还无法得到科学的解释。
谜团之四：火星上是否有生命？1996年8月18日，美国得克萨斯州休斯顿市约翰逊航天中心的科学家们激动不已，因为他们发现了他们认为是说明一种新理论的有力证据。他们认为：火星上有生命不再是科学幻想。
这发生在16000年以前，而且“入侵者”只不过是微小的化石细菌。这一说法来自一块名为ALH84001的陨石。这块陨石是在南极阿伦希尔地区发现的，并据之命名。
化学分析表明，这是大约16000万年以前，小行星撞击火星时陨落到地球上的。它含有类似蚯蚓的外貌，比头发丝直径的1%还细的物质，这可能是火星生命形式的化石残骸。美国科学家认为，不排除在火星上仍然存在原始生命的可能性。
谜团之五：木星为什么有大红斑？地球人观测位于木星南半球的大红斑，已经有300多年了。大红斑差不多有两个地球那么大，大红斑是反时针旋转的高度压云形成的巨大旋涡。它之所以呈现红色，是因为云下层的磷化氢被搬运到上空，受到太阳紫外线照射而转化为磷的缘故。大红斑是如何形成的呢？目前科学家还不清楚。
谜团之六：行星为什么有环？木星、土星、天王星、海王星全部有环，各不相同。木星的环又薄又暗，由岩石粒子构成。环的成因有几种不同的说法，其中一种是：过去存在的卫星或彗星被行星的潮汐力破坏，分裂成小碎片，有的碎片进入环绕行星公转的轨道，因而形成了环。
谜团之七：冥王星以外有什么？以前有人主张，冥王星以外可能有第十颗行星。1992年夏天，科学发现冥王星轨道外面有一颗直径250公里左右的新天体，接着41颗轨道长半径大于海王星的天体陆续现身。1950年，天文学家欧特统计了当时已经观测到的周期彗星的轨道，结果发现绝大多数周期彗星都是从距离太阳几万AU(天文单位)的地方全方位飞来，可能有一个呈球壳状包住太阳系的彗星巢。整个彗星巢，叫做“欧特云”。
谜团之八：太阳系尽头在哪里？科学家说，太阳会喷出高能量带电粒子，称为“太阳风”。太阳风吹刮的范围一直达到冥王星轨道外面，形成一个巨大的磁气圈，叫做“日圈”。日圈外面有星际风在吹刮，但是太阳风会保护太阳系不受星际风侵袭，并在交界处形成震波面。
日圈的终极境界叫做“日圈顶层”，这就是太阳所支配的最远端，可以把这里视为太阳系的尽头。至于日圈层顶距离太阳有多远？它的形状如何？航海家1号和2号已分别飞到距离太阳66AU和51AU的地方，希望日后能够揭开太阳系最远的面貌。
◆宇宙来源于大爆炸吗
1954年12月27日，美国的天文
用世界上最大的望远镜观察的结果向人们显示，自从原始大爆炸以来，由于无数个银河系以跟它们之间的距离成比例的速度互相退远，因此宇宙在不停地扩大。
到目前为止，天文学家们已经能够证实他们发现了距地球11亿光年的银河系，它们正在以光速1/5的速度远离地球。科学家们估计，将来会研究距地球更远的银河系。总有一天，会揭开巨大的原始爆炸的原因这个谜团。