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五个让物理学家夜不能寐的宇宙终极问题

2017.05.16

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纵观科学领域,只要人类试图去解决问题,就会出现更多的问题和未解之谜。物理学就是这么一个领域,吸引着无数最聪明的人类投入毕生精力去不断求索。下面,就是物理领域中亟待解决的五大未解之谜:

为什么物质比反物质更多?

理论上,宇宙大爆炸应该在宇宙中创造相同数量的物质和反物质。然而,没有——至少物理学家目前还没有看到。物质无处不在,几乎组成了宇宙中的一切。但到目前为止,物理学家只发现了极少量的反物质。这究竟是为什么?构成物质的粒子不应该有对应的反物质粒子吗?似乎宇宙定律并没有像作用于物质一样地作用于反物质。科学家正试图弄清楚其中原因,以及这对于宇宙的意义。

暗能量与暗物质为何物?

我们能看见的东西只占宇宙的5%,另外95%由被称为暗能量和暗物质的不可见东西组成。这些东西看不见摸不着,只能通过观测它们对恒星和星系的影响来知晓它们的存在。物理学家一直在苦苦寻找方法来正面研究这些“黑暗”的东西。

宇宙究竟有多大?

根据最精确的观测结果,科学家推断目前宇宙的年龄约为138亿年。然而,宇宙的半径并非为138光年,而是465亿光年。在宇宙中,时空是弯曲的,用宇宙时间乘以光速得到的距离是没有物理意义的。确定可观测宇宙究竟有多大是一个很大的挑战,因为宇宙不是一个静态的实体,它还在不断地膨胀。

平行宇宙是否存在?

即使我们对自己的宇宙还未完全了解透彻,但这并没有阻止我们好奇是否还存在着其他的宇宙,即所谓的平行宇宙。但有些人对平行宇宙的存在提出了质疑:在宇宙大爆炸之后,所有物质占据了宇宙空间,膨胀速度放缓。因为宇宙膨胀速度放慢了,如果存在多重宇宙,它们就不会像我们的宇宙一样膨胀。

这仅仅是物理学家所提出问题的一小部分,而且这一切都归结于回答最后一个问题:

宇宙的终极命运是什么?它会如何终结?

有物理学家认为宇宙的最终命运可能是“大坍缩”,即宇宙中所有物质再次收缩回最初大爆炸的奇点。暗能量推动宇宙膨胀,如果引力最终能超越暗能量主宰宇宙,那就会出现这种情况。然而,目前科学家观测到宇宙正在加速膨胀。因此,宇宙可能就此永远膨胀下去,直至最终变得无尽空虚,不过这个时间可能要在数万亿年之后。

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