图解：威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）拍摄到宇宙在大爆炸发生后宇宙微波背景的影像
哈勃太空望远镜和其他观测站的观测表明，宇宙正在以不断增长的速度扩张，这意味着有一天 - 在遥远的未来 - 任何仰望夜空的人都只会看到我们的银河及其恒星。这些未来的观察者将会发现数十亿其他星系已经远去。推动宇宙分离的力量的起源是一个谜，天文学家将其简称为“暗能量”。这个新的，未知的成分，占宇宙质能含量的约68％，将决定所有物质的最终命运。确定暗能量的本质，以及它在宇宙时内可能的历史，也许是未来十年天文学最重要的探索，也是宇宙学、天体物理学和基础物理学的交叉点。
图解：绘图显示，宇宙是否稳定，还是只是长寿泡沫，这要依希格斯玻色子与顶夸克的质量而定。直至2012年为止，从兆电子伏特加速器与大型强子对撞机实验数据得到的2σ椭圆，仍旧允许这两种可能结局。
如果我们要了解宇宙是如何运作的，那么知道物理定律如何在空间和时间的极端条件下，黑洞或中子星附近表现，也是我们必须获得的一片重要拼图。目前在X射线和伽马射线能量下运行的天文台，如钱德拉X射线天文台，核分光望远镜阵，费米γ射线空间望远镜和欧洲航天局的 XMM牛顿望远镜，正在产生大量关于致密源附近物质条件的信息，这些物质处于地球上无法达到的极端重力场中。
相关天文知识
宇宙微波背景是宇宙学中“大爆炸”遗留下来的热辐射。在早期的文献中，“宇宙微波背景”称为“宇宙微波背景辐射”（CMBR）或“遗留辐射”，是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。频率属于微波范围。宇宙微波背景是宇宙背景辐射之一，为观测宇宙学的基础，因其为宇宙中最古老的光，可追溯至再复合时期。利用传统的光学望远镜，恒星和星系之间的空间（背景）是一片漆黑。
