人类对于宇宙的探索，从有文明以来就开始了，并且从未停止。经过数千年的探索，现在物理学方面已经有了璀璨的成果，人们对于世界已经有了超出日常常识的认知。但是随着物理学的发展，更抽象的问题层出不穷。下面就由小编为大家介绍一下现阶段困扰人们的四大物理学难题吧。
1、为什么宇宙表现为一个时间维度和三个空间维度？
在我们的日常生活中，可以感知的空间有3个维度，分别是上下、左右、前后，当爱因斯坦的相对发表后，人们对于时间和空间的认识进一步加深，现在习惯以四维时空来统一称呼时间和空间。但是根据目前最前沿的物理理论——超弦理论，世界应该存在着额外的六个维度，每一个维度被卷曲得及其微小，就像一张二维的纸被卷成细长的管状，从远处看它就像是一维的细线。但是为什么另外的六个维度被“卷曲”起来而无法被我们感知？这仍是一个待解决的问题。
2、量子引力理论如何帮助认识宇宙起源？
现代物理学的两大理论是量子力学和广义相对论，量子力学用来解释亚原子粒子以及它们所服从的作用力，广义相对论则是关于引力的理论。但是这两个理论是有着深刻的内在矛盾的，量子力学揭示着世界的本质是离散的、非定域的，而相对论则认为世界是连续的、定域的。物理学家希望可以将二者合二为一，得到一种“万物至理”——量子引力论。目前，比较有希望结合二者的理论是超弦理论。
3、黑洞信息悖论的解决方法是什么？
根据量子力学，诸如粒子的运动速度、一张纸当中粒子的排列方式，这些信息是不会从宇宙中消失的（只是测量不到，但信息仍然存在）。另外，根据史蒂芬霍金关于黑洞的理论，黑洞并不完全是“黑”的，它会向外辐射出一些粒子和能量而减少质量，最终会因为能量全部辐射出去而“蒸发”掉。问题在于，根据量子力学，黑洞辐射的这些物质，是不携带任何信息的。那么就可以设想，如果一个携带着信息的物体，比如一本字典，它掉进黑洞了，过了千百亿年后这个黑洞“蒸发”消失了，而“蒸发”的过程中，黑洞辐射出来的物质却没有携带任何信息，那最初掉进黑洞的字典携带的信息就从宇宙中消失不见了。这就是黑洞信息悖论，自被提出至今的几十年里，它一直是个让人不安的问题。
4、质子的寿命有多长？
以前人们认为质子与中子不同，它并不会分裂成更小的粒子。然而随着“大一统理论”的提出，这个观点受到了动摇。目前最有潜力的“大一统理论”是超弦理论，在超弦理论的框架下，质子应该是不稳定的，在一定的条件下应该可以分解成更基本的粒子。为了捕捉到这种分解的过程，许多年来，研究人员一直在实验室中做着实验，密切关注着质子的变化。但是迄今为止仍然未检测到质子的分解。这意味着，要么质子十分稳定，不会分解——但这会动摇到超弦理论，要么质子的寿命非常长，至少有10亿亿亿亿年以上。
以上就是小编整理的当今物理学前沿的4大难题，不得不说有些问题本身理解起来就非常烧脑，更不要说去解决它了。对于这些问题你又有着怎样的理解呢？
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