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.
Кваза́р — класс астрономических объектов, являющихся одними из самых ярких в видимой Вселенной. Английский термин quasar образован от слов quasi-stellar и radiosource («радиоисточник») и дословно означает «похожий на звезду радиоисточник».
Чёрные ка́рлики — остывшие и вследствие этого не излучающие в видимом диапазоне белые карлики. Представляют собой конечную стадию эволюции белых карликов в отсутствие аккреции.
Во́зраст Вселе́нной — время, прошедшее с начала расширения Вселенной.
Гравитацио́нный колла́пс — быстрое сжатие объектов под действием гравитационных сил, один из фундаментальных способов формирования объектов во Вселенной. Гравитационный коллапс вызывает также распад облаков газа на отдельные сгустки, в случае формирования звёзд называемые глобулами. Так равномерное распределение материи образует скопления галактик, сами галактики, и отдельные звёзды. В процессе развития отдельной звезды коллапс останавливается благодаря началу термоядерных реакций, повышающих температуру и соответственно газовое давление.
Теория стационарной Вселенной — космологическая модель, разрабатывавшаяся с 1948 года Фредом Хойлом, Томасом Голдом, Германом Бонди и прочими в качестве альтернативы теории Большого взрыва. Согласно этой модели, по мере расширения Вселенной между разлетающимися галактиками постоянно создаётся новая материя и таким образом космологический принцип соблюдается не только в пространстве, но и во времени.
Гиперновая — взрыв сверхмассивной звезды после коллапса её ядра; коллапс ядра происходит после того, как в нём истощается топливо для поддержания термоядерных реакций. То есть это очень большая (сверхмощная) сверхновая.
Международная обсерватория гамма-лучей — орбитальная обсерватория, предназначенная для изучения галактических и внегалактических объектов в жёстком рентгеновском и гамма-диапазоне. INTEGRAL — проект Европейского Космического Агентства (ЕКА) в сотрудничестве с Роскосмосом и НАСА, управляется из Европейского центра управления космическими полётами в Дармштадте, Германия и через наземные станции в Бельгии (Реду) и США (Голдстоун).
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.
Тонкая настройка Вселенной (от англ. fine-tuning) — концепция в теоретической физике, согласно которой в основе Вселенной и ряда её составляющих лежат не произвольные, а строго определённые значения фундаментальных констант, входящих в физические законы. В состав минимального списка этих фундаментальных мировых констант обычно включают скорость света (c), гравитационную постоянную (G), постоянную Планка (ℎ), массы электрона и протона 
и элементарный заряд (e).
Эволю́ция звёзд в астрономии — изменение со временем физических и наблюдаемых параметров звезды из-за идущих в ней термоядерных реакций, излучения ею энергии и потери массы. Часто говорят об эволюции как о «жизни звезды», начинающейся, когда единственным источником энергии звезды становятся ядерные реакции, и заканчивающейся, когда реакции прекращаются, — у различных звёзд эволюция идёт по-разному. Согласно астрофизическим моделям, срок жизни звезды, в зависимости от начальной массы, продолжается от нескольких миллионов до десятков триллионов лет, поэтому астрономы прямо наблюдают только очень малый по сравнению с продолжительностью жизни звезды период её эволюции, на протяжении которого эволюционные изменения практически незаметны.
Сверхновая звезда или вспышка сверхновой — явление, в ходе которого звезда резко увеличивает свою светимость в десять тысяч — сто миллионов раз с последующим сравнительно медленным затуханием вспышки. Является результатом катаклизмического процесса, возникающего в конце эволюции некоторых звёзд и сопровождающегося выделением огромного количества энергии.
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.
«Космос: персональное путешествие» — документальный научно-популярный сериал, написанный Карлом Саганом, Энн Друян и Стивеном Сотером, в котором Саган выступил ведущим. Сериал состоит из тринадцати эпизодов, посвященных различным научным темам от происхождения жизни до места человечества во Вселенной.
Компактная звезда — в совокупности белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Термин включает также экзотические звезды, если такие гипотетические плотные тела будут найдены. Все компактные объекты имеют большую массу относительно их радиуса, что придает им очень высокую плотность по сравнению с обычным атомным веществом.
Столкновение звёзд — процесс, при котором две звезды приближаются друг к другу и под действием силы тяжести сливаются в один объект большего размера. По расчётам астрономов, такие события происходят в шаровых скоплениях нашей Галактики примерно раз в 10 тыс. лет. Только недавно учёные смогли наблюдать столкновение звёзд. Серия звёздных столкновений внутри плотного скопления за короткий период времени может привести к возникновению чёрной дыры.
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.
Эпо́ха звёзд, звёздная эпо́ха, эпоха звездообразова́ния — нынешняя эпоха вселенной, заключающаяся в наличии межзвёздного газа в галактиках, благодаря которому образуются звёзды.
Эпо́ха вырожде́ния, эпо́ха распа́да — следующая после нынешней эпохи Вселенной эра. Отличается от неё тем, что в ней невозможно рождение звёзд из-за отсутствия межзвёздного газа в галактиках, живые звёзды будут только умирать. Начнётся спустя 1014 (100 трлн) лет, закончится через 1040 (10 дуодециллионов) лет после распада последнего протона, после чего начнётся эпоха чёрных дыр.
Эпо́ха чёрных дыр — следующая после эпохи вырождения эра. Эпоха чёрных дыр начнётся спустя 1040 (10 дуодециллионов) лет после распада последних протонов во Вселенной, тогда во вселенной останутся только чёрные дыры, однако постепенно они будут испаряться вследствие излучения Хокинга. Последняя сверхмассивная чёрная дыра, образовавшаяся из-за слияния нескольких чёрных дыр, должна испариться спустя 10100 лет. После этого, при условии, что протоны действительно распадутся, начнётся эпоха вечной тьмы.
