任何实践科学需要适应不确定性。通常很多所提出的问题，得到的回答仅仅是“我们不知道”。但是，有些时候我们反而是面临着一个矛盾。一套证据和理论推理所得出的结论却与另一套证据相矛盾。
通常，这些矛盾很快就能解决掉，但有时有些矛盾却会演变成一个悖论。虽然有一些最著名的天文悖论现在被用来证明我们的推理在哪里出了问题，但还有另外一些仍然在挑战我们而没有明确的解决方法。
悖论之所以如此强大，是因为它们迫使我们重新思考证据和我们的推理。如果宇宙是自洽的（我们假设它是），那么必定存在一个解决悖论的办法。所以，接下来我们将会着眼于五大天文悖论。有几个已经得到解决了，但另几个挑战了最前沿的研究。
膨胀至无限——奥伯斯佯谬（Olber's Paradox）可能是一个最著名的例子，但也有涉及引力和热力学类似的悖论。它们都提出了同样的问题：我们的宇宙怎么可能是无限的？
冷却方程——当白矮星随时间而不断冷却，那它的温度会低于绝对零度吗？
冰冷日出——我们的太阳在其年轻之时很冷，那么年轻的地球怎会存在液态水？
更大的宇宙大爆炸——宇宙射线所拥有的能量存在一个上限，那为什么我们观测到宇宙射线所拥有的能量却超过那个上限？
越过边界——黑洞的事件视界是有去无回的分界，但如果没有任何东西能从黑洞逃脱，那是否违背了物理学的基本性质？
之后，我们将首先面对即使是爱因斯坦也未能成功挑战的假设。在无限和永恒的宇宙中，宇宙怎么可能是寒冷、黑暗并且被引力主宰的呢？下篇文章我们再详细讨论。
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