1. 宇宙的起源之谜
宇宙到底从何而来？如何起源？至今为止，仍然是一个未解之谜，目前科学家广泛接受的是宇宙大爆炸的理论，认为宇宙是从一个极度热密的状态开始膨胀和冷却，然后形成了现在我们所看到的宇宙结构。但是宇宙在大爆炸之前是一个什么样的状态，大爆炸又是如何触发的，宇宙又是怎样从无到有的？这些至今为止，仍然都是未解之谜。
2. 暗物质和暗能量之谜
在宇宙当中，暗物质和暗能量占据了大部分的能量密度，但是对于暗物质和暗能量的本质以及来源至今为止都是未解之谜。暗物质不发光，也不吸收光，不与电磁产生相互的作用，只能够通过其对可见物质的引力效应才能判断出暗物质的存在。按能量的存在，推动了宇宙的加速膨胀，它的本质很可能是宇宙常量或者是动态变化的量子场，但是具体是什么，仍然需要人类不断的去探索。
宇宙当中最为神秘的天体之一就是黑洞，黑洞拥有强大的引力，甚至连光都没有办法逃脱，黑洞当中到底隐藏着什么秘密，至今为止，仍然不得而知。白洞是黑洞的对立面，白洞是否真的存在？白洞与黑洞之间又存在着哪些联系？至今为止都是未解之谜。
4. 宇宙的形状之谜
宇宙的形状到底是什么样的？至今为止，仍然没有确切的答案。根据爱因斯坦的广义相对论，宇宙的总质量和能量的分布决定了宇宙的形状，从理论上来讲，宇宙的形状很可能有三种形状，分别是平坦、正曲率和负曲率。但是确切的形状还需要通过更多的观察数据来证实。
从理论上来说，物质和反物质是在宇宙到爆炸的初期等量产生的，但是在如今我们已知的宇宙当中，占据主导地位的是物质，反物质很稀少。宇宙到爆炸初期跟随着物质等量产生的那些反物质究竟去了哪儿？物质成为宇宙的主导是如何战胜反物质的，这些问题都需要人类进一步的研究和解决。
6. 外星生命之谜
宇宙是浩瀚无垠的，在地球之外是否存在着外星生命，一直以来都是人类不断探索的一个问题。科学家们也在不断的努力寻找外星生命的证据，但是至今为止，仍然没有任何切实的证据能够证明外星人存在。
7. 宇宙命运之谜
宇宙的未来到底是什么样，是会出现大冻结、大坍缩还是大撕裂，科学家们目前仍然没有确切的答案。宇宙最终的命运取决于宇宙内部的物质定律和初始条件，而人类对于这些条件至今还没有完全了解。
8. 时间之谜
时间是否真的存在，时间是单向的还是可以倒流的？如果时间可以倒流或者是快速穿梭到未来，那么真实的世界到底是什么样的？这些问题都是物理学的核心，至今为止也都没有明确的答案。
到目前为止，人类所熟悉的三维世界很可能是一个更高为现实的投影。全息原理的出现就是为了解读这一现象。但是全息原理到目前为止仍然没有得到广泛的认可。全息原理如果真的存在的话，人类对于宇宙的认知将会彻底颠覆。
10.量子纠缠之谜
量子纠缠指的是相隔遥远的两个例子，内在的联系到一起，这是一种相当神秘的现象。当一个粒子发生变化时，另外一个粒子瞬间也会发生改变，这种现象是对人类目前已知的物理学的挑战，隐藏在最深层次的机制仍然需要人类进行更深入的探索。
