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人类迄今为止仍然未解的10大物理学难题

为什么反物质的数量比物质更少?

1 为什么反物质的数量比物质更少?

对于每种类型的粒子,都有一个具有相同性质,但电荷相反的的双重反粒子存在。如果物质与反物质相遇,则两者立即飞灰湮灭。

如果反物质和物质具有相同的性质,为什么宇宙当中的物质与反物质数量不是相等?

暗物质是什么?

2 暗物质是什么?

宇宙学家认为,宇宙只有约5%是可见的,它们由数十亿个星系,恒星和行星组成,包括我们的银河系。

那么“暗物质”究竟是什么?暗物质不发光,它们在占宇宙中所占比例大约25%。

什么是暗能量?

3 什么是暗能量?

宇宙中绝大部分的内容(70%)是以未知能量的形式存在,我们称之为“暗能量”。

暗能量究竟是什么?我们对这种神秘的,反重力形式存在,不符合标准物理规律的物质几乎一无所知。

平行宇宙真的存在吗?

4 平行宇宙真的存在吗?

一些天体物理学家认为,可见的宇宙只不过是无数的宇宙类型之一。

根据量子物理学理论,有限数量的粒子排列会在多元宇宙中一再重复。

这意味着,在平行宇宙中,我们世界会存在精确的副本(包括你自己!),可能会有两个或者无限多的副本!

但是,我们为止还没有发现平行宇宙的存在。

宇宙的终极结局是什么?

5 宇宙的终极结局是什么?

如果宇宙大爆炸理论无法得到进一步证实,宇宙的最终命运可能很难找到答案。

有很多设想:比如宇宙大崩溃,宇宙大冰冻,宇宙大裂开,这些理论设想都试图预测宇宙的最后场景,但我们没有确定的答案。

目前来讲,人类文明(和任何具有智慧外星人生命而言),宇宙的最终时刻来临之前,我们可能早就不再了。

但时间不会结束,是吗?

为什么时间显示为线性?

6 为什么时间显示为线性?

时间,如牛顿所定义,在物理学上是一个常数。牛顿力学按时间顺序组织时刻或事件的顺序。

但科学证据表明,时间是循环的和非线性的;理论上,时间可以减缓,停止或逆转。

为什么时间给人的印象是流动,线性和不可逆转的?

意识如何影响现实?

7 意识如何影响现实?

如果你想考验一个量子物理学家或科学哲学家的水平,就要提出“测量问题”。

简单地说,如果有一个观察者测量一个粒子,该粒子只占有一个特定的位置;这就是“测量”或“观察”问题。

这意味着,一个粒子其实可以在所有位置存在,直到一个人决定在自己的时空去观察它。换句话说,观察的行为会影响或创造现实

但是,一个粒子如何决定其位置和动量?这是否意味着物体对象,时间和地点只是我们意识的工具,而被我们自己称为“现实”?

弦理论

8 弦理论站得住脚吗?

在物理学研究当中,弦理论理论被称为“万有理论”,它可以使相对论与量子物理学相协调,并将宇宙整体描述出来。

弦理论用一段段“能量弦线”做为最基本单位,以说明宇宙里所有微观粒子,比如电子、质子以及夸克,这些粒子都由这一维的“能量线”所组成。

对于弦理论的方程式,它们需要10到11个维度,弦理论所描述的振动“弦”是如此之小(原子核的大小的十亿分之一),这使得该理论很难被验证。

宇宙到底是有秩序的混乱还是混乱的秩序?

9 宇宙到底是有秩序的混乱还是混乱的秩序

宇宙中混乱的本质是什么?例如,我们拥有的相当高级的数学知识,数据和处理能力,但我们仍然无法准确预测天气。

也许在明显的无序之下,隐藏着一个非常严格的秩序,一个遵循物理学的混乱系统,这种系统长期来说是不可预测的。

也许我们只是没有用对正确的数学方法。

4个基本力背后有超级力的存在吗?

10 在4个基本力背后有超级力的存在吗?

宇宙有四个基本力:重力,电磁力,强核力和弱核力。

物理学家认为,这4个力量是由一个更基本的力量造就的,而这4种力又形成这个超级力。他们还假设,可以使用粒子加速器将至少三个力(除了重力)统一起来,但是,到目前为止,即使将世界上所有可用的能量利用起来,都不够获得实现这种实验的力。

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