随着科学大发展，人们对物质世界的研究向着微观——基本粒子和宏观——宇宙研究两个极端不断延伸。在中国科学院高能物理研究所研究员张双南看来，就研究内容和手段而言，微观的无穷小与宏观的无穷大密不可分，“对粒子物理研究而言，空间实验是不可替代的手段，粒子物理研究方法可以在空间实现，而对宇宙的研究也需要我们到太空中去。这类极端问题有共同物理过程：引力、磁场、加速，它们共同的研究基础是粒子天体物理”。
由中国物理学会、南开大学、中国科学院大学、中国科学院高能物理研究所共同主办的2018年全国物理科普大会9月16日至17日在南开大学召开。张双南在会上透露，中国科学家正准备发起由中国主导的空间国际大科学计划——“探索极端宇宙”国际科学计划。
张双南介绍，“极端宇宙”涵盖六个重要的科学问题。极端起源——宇宙大爆炸的极端过程产生的暗物质和普通物质的比例大约是6∶1，但目前还没有发现暗物质粒子。极端能量——高能宇宙线的能量比人造加速器的能量高至少一亿倍，但是其极端粒子加速过程还不清楚。极端天体——宇宙中的高能伽马射线源很可能是宇宙极端高能粒子加速器，但是目前的巡天研究还没有完全证认。极端引力——黑洞提供了宇宙中最强的引力场，但是在这种极端引力条件会发生什么现象还没有精确的观测结果。极端磁场——中子星提供了宇宙中最强的磁场，但是在这种情况下真空涨落会产生什么还没有直接的观测结果。极端密度——中子星内部的物质密度在宇宙中最高，但是其内部是由中子还是夸克物质组成的仍然是未解之谜。
张双南将这六个“极端”归为两类，“前三个极端的研究主要靠空间粒子探测，后三个极端的主要研究手段是空间X射线观测”。就此，中国科学家提出了“探索极端宇宙”国际科学计划，这一计划由两个项目组成——空间高能宇宙辐射探测设施（HERD）项目和增强型X射线时变与偏振空间天文台（eXTP）。
