هر روز رمز و راز جدیدی بر عجایب فضا افزوده می‌شود. برترین دانشمندان دنیا سال‌ها از زندگی خود را صرف تحقیق و رمزگشایی از این بیکران کرده‌اند، اما هنوز دانسته‌های ما در مورد جهان پیرامون بسیار اندک است.

فیزیک کوانتوم به ما می‌گوید بر خلاف آنچه به نظر می‌رسد فضای خلاء خالی نیست و حبابی از ذرات زیر اتمی دائماً در حال ایجاد و نابود شدن هستند. با توجه به نظریه‌ی نسبیت عام به وجود آمدن این ذراتِ زودگذر باعث تولید نیروی ضد گرانشی می‌شود، با این حال هنوز نمی‌دانیم دقیقا چه عاملی باعث انبساط سریع جهان از هم می‌شود.

کوازارها مانند چراغ‌هایی نورانی فضا را برای ما روشن کرده‌اند، آن‌ها بازماندگان روزگار پر آشوب اولیه‌ی جهان هستند. کوازارها می‌توانند انرژی بیشتری از صدها کهکشان تولید کنند. دانشمندان احتمال می‌دهند کوازارها تشکیل شده از سیاه چاله‌های غول پیکری باشند که در قلب کهکشان‌های دور دست قرار گرفته‌اند.

نوترینوها ذراتی ابتدایی با بار الکترونی خنثی و تقریباً بدون وزن هستند که می‌توانند از میان دیواری چند صد کیلومتری از سرب عبور کنند، در حقیقت تعدادی از آن‌ها در زمان خواندن این مقاله از میان بدن شما عبور می‌کنند. این ذرات شبح مانند از میان قلب آتشین ستاره‌های قدرتمند و همچنین انفجار ابرنواخترها از ستارگان در حال مرگ زاده می‌شوند. دانشمندان آشکار سازهایی را در زیر زمین و دریا برای شناسایی آن‌ها قرار داده‌اند، همچنین آشکارسازی درون تکه‌ی بزرگی از یخ به نام پروژه‌ی شکار نوترینوی IceCube قرار گرفته است.

امواج گرانشی به عنوان اعوجاج در بافت فضا-زمان توسط نظریه‌ی نسبیت عام انشتین پیش‌بینی شده‌اند. امواج گرانشی با سرعت نور حرکت می‌کنند اما برد آن‌ها به حدی ضعیف است که دانشمندان انتظار دارند فقط بتوانند آثاری از آن‌ها را طی حوادت عظیم کیهانی مانند ادغام سیاه‌چاله‌ها (تصویر بالا)، رصد کنند. رصد خانه‌ی موج گرانشی تداخل لیزری (LIGO) و (LISA) دو آشکار ساز طراحی شده برای دریافت امواج گریزان گرانشی هستند.

تا اوایل دهه‌ی ۱۹۹۰ میلادی سیارات شناخته شده توسط انسان فقط محدود به منظومه‌ی شمسی بود؛ اما اخترشناسان توانستند تا سال ۲۰۱۰ میلادی بیشتر از ۵۰۰ سیاره‌ی فراخورشیدی را کشف کنند. بیشتر آن‌ها غول‌های گازی هستند و بعضی از سیارات سنگی در مدار نزدیک به کوتوله‌های قرمز نیز شناسایی شده‌اند. مشاهده‌ی سیارات کوچکتر از این فاصله کاری بسیار مشکل است اما انتظار می‌رود با ورود تکنولوژی‌های قوی‌تر به ستاره‌شناسی سیاراتی با اندازه‌ی زمین را نیز بتوانیم رصد کنیم.

شواهد زیادی گواه بر آن است که ماده‌ی تاریک وجود دارد و بخش عمده‌ای از جهان را تشکیل داده است؛ اما با استفاده از فناوری‌های فعلی نه می‌توان آن‌ها را دید و نه به طور مستقیم شناسایی کرد. نامزدهای زیادی از نوترینوهای سبک وزن تا سیاه چاله‌های نامرئی برای منشاء این ماده در نظر گرفته شده‌اند. بعضی از دانشمندان حتی در مورد موجودیت این ماده شک دارند، آشکار شدن راز این مواد می‌تواند درک بهتری از گرانش را برای ما به همراه داشته باشد.

اگر تئوری رادیکال گرانش braneworld که به بعد فرافضایی پنجم اشاره می‌کند درست باشد، در سراسر منظومه‌ی شمسی ما هزاران سیاه چاله‌ی کوچک پراکنده شده‌ است که هرکدام از آن‌ها به اندازه‌ی هسته‌ی اتم هستند و برخلاف برادران غول‌پیکر خود باقی‌مانده‌ی انفجار بزرگ اولیه‌ی جهان هستند که بر فضا- زمان به دلیل ارتباط نزدیک با بعد پنجم تأثیر متفاوتی می‌گذارند.

مانند زندگی بر روی زمین کهکشان‌ها نیز می‌توانند در طول زمان یکدیگر را بخورند، کهکشان اندرومدا همسایه‌ی کهکشان راه شیری ما در حال بلعیدن یکی از اطرافیان خود است. بیش از چندین خوشه ستاره‌ای از این بلعیدن در سراسر کهکشان پراکنده شده‌اند. تصویر بالا شبیه سازی است که نشان می‌دهد احتمال دارد در سه میلیارد سال دیگر تصادم شدیدی بین کهکشان راه شیری و آندرومدا رخ دهد.