Чёрная дыра́ — область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он представляет собой сферу с радиусом Шварцшильда, который считается характерным размером чёрной дыры.
Пло́тность — скалярная физическая величина, определяемая как отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму или как производная массы по объёму:
.
Гала́ктика — гравитационно связанная система из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс.
Большо́й взрыв — общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, а именно — начало расширения Вселенной, перед которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии.
Горизо́нт собы́тий — граница в астрофизике, за которой события не могут повлиять на наблюдателя.
Тёмная мате́рия — в астрономии и космологии, а также в теоретической физике гипотетическая форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Составляет порядка четверти массы-энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии. Понятие тёмной материи введено для теоретического объяснения проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик и гравитационного линзирования ; среди прочих предложенных оно наиболее удовлетворительно.
Предел Оппенгеймера — Волкова — верхний предел массы невращающейся нейтронной звезды, при которой она ещё не коллапсирует в чёрную дыру. Если масса нейтронной звезды меньше этого значения, давление вырожденного нейтронного газа может компенсировать силы гравитации. Одновременно предел Оппенгеймера — Волкова является нижним пределом массы чёрных дыр, образующихся в ходе эволюции звёзд.
Раши́д Али́евич Сюня́ев — советский и российский учёный-астрофизик, академик РАН (1992), лауреат Государственной премии РФ.
Бе́лая дыра́ — гипотетический физический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Белая дыра является временно́й противоположностью чёрной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности, что и чёрные дыры. Из-за неустойчивости данного решения уравнений Эйнштейна относительно возмущений пространства-времени физики, в большинстве своём, считают, что существование белых дыр в природе невозможно.
Бу́дущее Вселе́нной — вопрос, рассматриваемый в рамках физической космологии. Различными научными теориями предсказано множество возможных вариантов будущего, среди которых есть мнения как об уничтожении, так и о бесконечной жизни Вселенной.
International X-ray Observatory (IXO) — рентгеновский телескоп, разрабатываемый тремя космическими агентствами: НАСА, European Space Agency (ESA) и Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Запуск планируется в 2021 году. В мае 2008 года ESA и НАСА создали координационную группу с участием всех трёх учреждений с целью изучения возможности объединения существующих проектов XEUS и Constellation-X
Ниже приведён список нерешённых пробле́м совреме́нной фи́зики. Некоторые из этих проблем носят теоретический характер. Это означает, что существующие теории оказываются неспособными объяснить определённые наблюдаемые явления или экспериментальные результаты. Другие проблемы являются экспериментальными, а это означает, что имеются трудности в создании эксперимента по проверке предлагаемой теории или по более подробному исследованию какого-либо явления.
Цикли́ческая моде́ль — космологическая гипотеза, предполагающая, что материя Вселенной многократно претерпевает последовательные циклы расширения, проходя через стадию Большого Взрыва и дальнейшую космологическую эволюцию, имевшую место в нашей наблюдаемой Вселенной, включая образование химических элементов, атомов, галактик, звёзд, планет и, возможно, жизни. В некоторых циклических моделях трёхмерное пространство нашей Вселенной претерпевает бесконечно сменяющие друг друга циклы расширения и сжатия, в некоторых же моделях наше трёхмерное пространство всегда только расширяется.
Чёрные дыры звёздных масс образуются как конечный этап жизни звезды: после полного выгорания термоядерного топлива и прекращения реакции звезда теоретически должна начать остывать, что приведёт к уменьшению внутреннего давления и сжатию звезды под действием гравитации. Сжатие может остановиться на определённом этапе, а может перейти в стремительный гравитационный коллапс.
Спагеттифика́ция — астрофизический термин для обозначения сильного растяжения объектов по вертикали и горизонтали, вызванного большой приливной силой в очень сильном неоднородном гравитационном поле. В предельных случаях, когда объекты находятся возле чёрных дыр, деформация при подобном растяжении настолько сильна, что никакой объект не может сохранить свою структуру.
Первичная чёрная дыра — гипотетический тип чёрной дыры, которая образовывалась не за счёт гравитационного коллапса крупной звезды, а в сверхплотной материи в момент начального расширения Вселенной.
Межгалактическая звезда, также известная как звезда-изгой, — это звезда, гравитационно не связанная ни с одной галактикой. Происхождение подобных звёзд активно обсуждается в научном сообществе с момента их открытия в конце 1990-х годов. Основными причинами их появления считается столкновение галактик, либо прохождение двойной звезды вблизи сверхмассивной чёрной дыры.
Массивный астрофизический компактный объект гало — астрономический объект, способный объяснить присутствие тёмной материи в гало галактик.
Тепло-горячая межгалактическая среда (англ. Warm–hot intergalactic medium, WHIM) — разреженная плазма с температурой от 105 до 107 K, которая, как полагают космологи, существует в пространствах между галактиками и содержит 40–50 % барионного вещества (в виде плазмы, атомов, молекул) Вселенной в современную эпоху.. Данную среду можно описать как волокнистую структуру горячего диффузного газа.
Некоторые из нерешённых проблем астрономии являются теоретическими, что означает, что существующие теории кажутся неспособными объяснить определённый наблюдаемый феномен или экспериментальный результат. Другие являются экспериментальными, что означает, что существует трудность в создании эксперимента для проверки предложенной теории или более детального изучения явления. Некоторые нерешённые вопросы астрономии относятся к разовым событиям, необычным явлениям, которые не повторялись, и причины которых поэтому остаются неясными.