Berdasar ilmu fisika partikel yang dipahami saat ini, jumlah materi dan anti materi seharusnya seimbang dan jika bertemu akan saling memusnahkan. Tapi faktanya jumlah materi lebih banyak dari anti materi. Buktinya adalah milyaran galaksi dan trilyunan bintang di jagad raya yang tersusun dari materi. Hingga kini masih diteliti mengapa jumlah anti materi lebih sedikit dari materi?

Lebih 80 persen massa di jagad raya tidak kasat mata dan disebut materi gelap. Para ilmuwan hingga kini belum mengetahui komposisi materi yang tidak memancarkan cahaya itu. Sejak ditemukan indikasinya 60 tahun lalu, hingga kini tidak ada bukti langsung eksistensi materi gelap ini. Artinya tidak ada yang tahu persis bagaimana komposisi materi gelap tersebut.

Energi gelap menjadi misteri yang lebih besar dibanding materi gelap. Energi gelap diyakini mencakup lebih 70 persen dari seluruh energi di alam semesta dan diduga merupakan implikasi dari ekspansi jagad raya. Dipertanyakan apakah energinya konstan atau berfluktuasi mengikuti ekspansi alam semesta? Tersusun dari apa? Mengapa terindikasi kerapatannya mirip dengan densitas materi?

Apakah manusia satu-satunya makhluk cerdas di jagad raya? Alam semesta kasat mata, diameternya sekitar 92 tahun cahaya dan berisi milyaran galaksi, bintang dan planet, tapi tidak ada pertanda eksistensi makhluk cerdas lain. Atau “alien” itu sejak lama telah berkunjung ke bumi, cuma kita tidak tahu atau mereka tidak mau menjalin kontak?

Misteri lain yang terkait erat dengan manusia adalah, bagaimana kehidupan muncul? Dari mana asal usul kehidupan di bumi? Mengapa di bumi? Banyak teori dilontarkan, mulai dari model adonan purba yang berkembang mejadi molekul kompleks yang punya DNA hingga teori kehidupan berupa mikroba yang terbawa komet atau meteorit. Tapi semua itu tidak menjawab pertanyaan bagaiama kehidupan bisa terjadi?

Semua tahu, gravitasi dari bulan membuat siklus pasang dan surut laut di bumi. Gravitasi bumi membuat manusia tetap berada di permukannya dan gravitasi matahari membuat bumi stabil di orbitnya. Tapi para ilmuwan hingga kini masih belum dapat memastikan, bagaimana cara kerja gravitasi itu. Mengapa gaya yang menjaga stabilitas atom beda dengan gaya tarik bumi? Apakah gravitasi itu partikel?

Kita juga tahu, pergerakan lempeng tektonik memicu gempa, aktivitas gunung api, membentuk benua dan gunung, tapi para ilmuwan belum tahu sepenuhnya mekanisme gerakan lempeng ini. Alfred Wegener saat melontarkan teorinya tahun 1932 ditertawakan banyak ilmuwan, dan baru 1960 teori dapat dibuktikan. Tapi hingga kini masih jadi misteri, apa pemicu gerakan ini dan bagaimana batas lempengan tercipta.

Kelompok masif bintang muda yang diberi nama R136 ini berlokasi di 30 Doradus Nebula di Large Magellanic Cloud, umurnya rata-rata baru beberapa juta tahun. Usia bayi bagi bintang-bintang yang bisa mencapai umur milyaran tahun. Citra tempat bintang lahir ini direkam Wide Field Camera teleskop Hubble dalam spektrum ultra violet.

Nebula berdiameter 2 juta tahun cahaya yang berlokasi di seputar quasar UM287 ini merupakan awan gas terbesar di jagat raya yang berhasil dipantau W.M.Keck Observatory. Bintang tercipta dari molekul gas dan debu kosmik yang bergabung dan berpusar menjadi obyek langit yang kompak. Ukuran bintang saat dilahirkan menentukan nasibnya di masa depan jika bintang ini mengalami kematian.

Pada usia aktifnya bintang diibaratkan memasuki umur dewasa. Pada inti bintang lazimnya terjadi fusi nuklir, dimana unsur hidrogen diubah menjadi unsur lebih berat seperti helium, karbon dan oksigen. Proses ini menimbulkan panas dan energi. Matahari yang tergolong bintang berukuran sedang, saat ini umurnya 6 milyar tahun dan akan terus melakukan fusi nuklir hingga semua bahan bakarnya habis.

Cluster bintang NGC 6093 di galaksi Bima Sakti ini mengandung ratusan ribu bintang masif yang terhimpun oleh gaya gravitasinya. Umur bintang di cluster ini seragam sekitar 15 milyar tahun, tapi memiliki ukuran dan massa berbeda-beda. Bintang yang massa dan ukurannya jauh lebih besar dari matahari, berubah menjadi bintang merah raksasa, yang menandakan saat-saat akhir hidup bintang.

Jika sudah kehabisan bahan bakar nuklirnya bintang mendekati saat kematian. Bintang yang massanya cukup besar akan meledak menjadi supernova. Kecemerlangannya ribuan kali lipat matahari, seperti Supernova 1987-A ini yang citranya direkam teleskop ruang angkasa Hubble milik NASA di kawasan rasi awan Magellan.

Jika massanya masih cukup besar, sisa bintang akan runtuh tertarik gaya gravitasinya sendiri. Jika gravitasi amat kuat juga cahaya akan tersedot ke intinya. Julukan Lubang Hitam diberikan karena cahaya sekalipun tak lolos gaya gravitasi obyek langit ini. Gambar ini gabungan citra yang direkam wahana riset antariksa Chandra X-Rays Obsevatory dan teleskop di bumi.

Yakni bintang yang amat masif dan berat jenisnya amat tinggi. Sebuah bintang neutron berdiameter 20 km bisa memiliki massa 1,5 hingga 3 kali massa matahari. Terdapat bintang neutron yang memancarkan medan magnet amat kuat yang disebut magnetar, yang tercipta dari sisa bintang yang massa dan ukurannya sekitar 40 kali matahari.

Material ledakan sebuah bintang atau supernova berupa debu kosmik biasanya disebarkan ke seluruh jagat raya. Seperti pada Supernova SN 2006gy yang diamati tim dari Universitas California di Berkeley ini, yang menyemburkan debu kosmik dengan kecepatan 13 juta km per jam. Ini akan menjadi material awal dari pembentukan bintang-bintang berikutmya. Begitulah siklus kosmis berputar.

Exo-Planet Kepler-186f merupakan planet seukuran bumi yang mengorbit sebuah bintang dan berada di zone yang bisa mendukung kehidupan pada sebuah tata surya asing. Tapi sejauh ini belum diketahui pasti massa, komposisi dan densitas planet ini. Tapi berdasar analisa sebelumnya, exo-planet seukuran Kepler-186f biasanya terdiri dari batuan seperti komposisi bumi, bukannya gas raksasa.

Para pakar astronomi terus melacak keberadaan mahkluk cerdas di planet mirip bumi di luar tata surya. Hingga kini sudah ditemukan lebih dari 1750 planet di 1100 sistem matahari semacam itu yang disebut Exoplanet. Misalnya seperti ilustrasi ini, exo-planet GJ 581g yang mengorbit bintang kerdil merah sejarak 20 tahun cahaya dari Bumi. Planet berada di zona yang diduga bisa mendukung kehidupan.

Sistem planet di bintang Gliese 581 dibandingkan dengan empat planet di Tata Surya. Data terbaru menunjukan exoplanet Gliese 581g dan Gliese 581d merupakan kandidat terbaik untuk dapat mendukung kehidupan. Jika dugaan benar, berarti ini bukti dua planet dalam satu sistem yang sekaligus dapat mendukung kehidupan.

Exoplanet yang baru ditemukan Kepler-10c dan kembarannya planet lava Kepler-10b di latar belakang mengorbit bintang mirip matahari. Ini merupakan planet super amat masif, ukurannya sekitar 2,3 kali bumi dan massa sekitar 17 kali lipat bumi hingga dijuluki planet Godzila. Nyaris mustahil ada kehidupan di sini.

Sebuah exo-planet sebesar pl anet Yupiter HIP 13044 b mengorbit dekat ke bintang induknya. Citra yang ditangkap teleskop milik lembaga antariksa Eropa-ESA di La Silla Observatory in Chile menunjukkan fenomena luar biasa. Planet mengorbit matahari yang mendekati akhir siklus hidupnya. Beginilah gambaran planet di tata surya di masa depan jika matahari kehabisan energinya.

Exoplanet GJ1214b yang disebut bumi super, mengorbit mataharinya, sebuah bintang kerdil merah sejarak 40 tahun cahaya dari bumi. Citra yang direkam teleskop ruang angkasa Hubble menunjukkan adanya cadangan air yang diselimuti atmosfir

Gambaran Exoplanet muda berusia sekitar 12 juta tahun, yang mengorbit bintang induknya sejarak seperti Saturnus terhadap Matahari. Planet di rasi bintang Pictor ini tergolong bayi baru dilahirkan, jika dibanding umur planet di tata surya yang sudah mencapai 4,5 milyar tahun.

Teleskop ruang angkasa Kepler selama empat tahun (2009-2013), telah menjaring lusinan planet mirip bumi. Teleskop yang dibaptis dengan nama astronom Jerman, Johannes Kepler itu melacak benda langit mirip bumi di kedalaman jagad raya yang diduga bisa mendukung kehidupan.. Selain jarak dari bintang induk, kompiosisi atmosfer serta sifat dan ukuran planet juga menentukan bagi munculnya kehidupan.

Untuk melacak misteri galaksi yang jauh jaringan radioteleskop super ALMA dibangun di lokasi yang bebas polusi cahaya, debu dan smog, di gurun Atacama di Chile. Jaringan radioteleskop dengan teknik paling modern terus mendengar dan mendeteksi sinyal radio dari galaksi di kedalaman jagat raya. Sayangnya sejauh ini belum ada pesan dari makhluk cerdas lain yang ditangkap telinga peka ini.

Grafik menunjukkan model para pakar astro-fisika mengenai zona yang mendukung kehidupan di exo-planet. Planetnya tidak boleh terlalu panas atau dingin dan mengandung air dalam bentuk cair. Tapi ini bukan syarat mutlak, karena di bumi pun ada makhluk ekstrim ýang hidup pada tekanan tinggi bersuhu lebih 200 derajat di habitat asam belerang dan gas methana yang beracun bagi manusia.