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对于把巨石阵称为天文台的说法，有人提出疑问；建造者们为什么不用既轻便又很容易从当地得到的木材和泥土来建造这座天文台，而非要到很远的威尔土山区去运来这些大石块呢？再说，上面提到的那些坑穴中的人类墓葬又和天文学家有什么关系呢？正是这些疑问，使不少人坚持认为巨石阵实际上是一种神秘的宗教场所，它和天文台根本沾不上边。
在二十一世纪初，又有人提出一种观点，认为巨石阵既可能是用来祭祀的宗教活动场所，又是墓葬场所，同时也可能还是观测天象的天文场所。这就好像在中国已经发掘出的不少古墓那样，其中也都发现了古代的星图。
曾有一块巨石倒塌下来，现代学者们曾试图把它准确地放回原来的位置，但经努力，终难如愿。为此，有位学者指出：在地球上的位置若有几厘米的偏差，在外太空的计算上就可能达到若干光年。
奇怪的是，曾有学者用当前最先进的仪器设备，检测出巨石竟能发出超声波！古人在刀耕火种的时代怎么会知道超声波呢？难道是外星人遥远的史前时代光顾了英格兰？究竟是天文台，还是宗教活动场所，或者是二者兼而有之，这还是个未解之谜。
建造阶段
20世纪50年代中期，考古人员研究发现，巨石阵的建造期大概经历了三个阶段。
第一阶段可追溯至公元前2800年左右的新石器时代晚期。不过当时并没有巨石，只是建造了一个能容纳数百人的圆形土堤，在土堤内挖出了56个圆形坑，据考证，坑内当时很可能埋入了木桩，而木桩的作用是用来测量季节变化的。
公元前2000年，铜器时代初期，人们对巨石阵的进口进行了改造，当时铺设了壕沟和两道500米长的人行道，被称作“斯泰申石碑”的四座石柱，竖立在了巨石阵内侧，在这个阶段，似乎曾决定在中央竖起两圈蓝砂岩石柱，大约竖起四分之三圈石柱之后，可能由于计划改变，这项工程突然停止，于是石柱被搬走坑被填平。
《国家地理》提供的“巨石阵”的照片
大约在公元前1000年，巨石阵进入了建筑的第三个阶段，人们运来了100多块巨大的砂粒岩，并且建成了有30多个石柱的外圈，在外圈里侧布置了马蹄形。在第三阶段中期，在这5座石碑坊的里侧布置了许多蓝砂岩石柱，其中蓝砂岩的石柱残存到了今天。