天文学在了解宇宙及其相关特性上不断取得重大进展，但仍有大量天文学问题仍找不到确切答案。
目前，被公认的天文学领域最重大科学问题就是“一黑两暗三起源”。
“一黑”是指从恒星级质量到星系中央超大质量黑洞的形成、物质吸积、喷流等物理过程与物质循环。
黑洞是宇宙中最奇特、最神秘的天体，它具有超强引力源，不断地吸积周围物质，并不时喷流物质。
黑洞质量越大，温度就越低，蒸发业越慢；
黑洞质量越小，温度就越高，蒸发也越快。
随着蒸发加剧，质量损失就更快，温度也会快速上升；
随着温度上升，物质蒸发就更快，质量也会快速丢失。
这个过程以疯狂形式演化，最终黑洞被摧毁，所有物质都得到了大赦。
“两暗”是指挑战近代物理学和天文学基本框架的宇宙暗能量和暗物质。
通过暗能量和暗物质研究，能够更加深入理解星系及可观测宇宙的演化历史和物理规律。
研究可以分为星系、恒星和行星等不同层次。
研究重点包括银河系结构、子结构的演化过程，也包括大质量恒星形成、发展与死亡过程。
“三起源”是指宇宙起源、天体起源和宇宙生命起源。
宇宙起源是从古代哲学家到现代天文学家都一直在苦苦思索的问题。
迄今，有两种“宇宙模型”比较有影响力，一个是稳恒态理论，另一个是大爆炸理论。
天体演化是指宇宙天体的产生、发展和衰亡的整个过程。
关于恒星演化的相关认识，科学家的观点比较一致。
普遍都主张弥漫说：星际云由于自吸引收缩而碎裂成许多小云，并分别集聚成恒星。
然后，恒星内部开始热核反应，形成主序星；
再经过较长时间后，逐渐成为红巨星；
然后再经过不稳定的变星阶段成为白矮星，或经过猛烈的超新星爆炸成为中子星。
宇宙生命起源是一个亘古未解之谜。
历史上出现了中国的盘古开天地说和西方的创世说等。
19世纪，达尔文完成《物种起源》后，宇宙生命起源被设计的观念被“偶然”诞生的观念所代替。
创造论与进化论的观点完全不同：创造论认为所有生物都是由神创造出来的。
而进化论却认为生命是由无机物变成有机物，再由有机物演化出氨基酸和蛋白质，然后诞生单细胞生物，之后由单细胞生物演化为高级生命。
长期以来，人类对“一黑两暗三起源”倾注了极大的热情与关注，但对此却一直都没有确切的定论。
