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当代物理学面临着哪些困境?

当今物理学还有那些困境?且看下文

1、最后的粒子。

以杨·米而斯方程为核心的现代物理学描绘了62种基本粒子,2013年3月14日,欧洲核子研究所宣布发现了被称为上帝粒子的希格斯波色子。至此62个基本粒子只剩下幽灵一样只处于幻想中中的引力子。

引力子又称重力子,来源是爱因斯坦广义相对论对引力波的描述,在现代物理学将其描述为自旋为2,质量为0,专职传递引力的假想粒子。

物理学解释两个物体之间的引力可以归结为引力子之间的交换。

只是引力子在超弘理论里引力子被描述成可以穿透空间膜的唯一粒子。依靠引力子你可以与平行世界的另一个你通话,问哪里的天气情况。

也就是说粒子对撞机对撞粒子后即便就是产生引力子,引力子在出现的一瞬间就穿透了空间膜逃之夭夭。

引力子是证明标准物理模型可信的关键,是证明超弘理论正确的问题所在。

只是人类抓住了上帝粒子,但这个虚无缥缈仿佛幽灵一样的引力子仿佛乌云一样笼罩在物理学大厦的上空。

倘若引力子被证明是个笑话。

那么超弘理论只是数字上的一个游戏,标准物理模型就被摧毁。这是现代物理学的灾难。

找不到引力子,无论是标准物理模型还是超弘理论都只是一方学说,永远在科学殿堂里争论的问题。

2、暗能量的阵痛。

鼻梁上挂着单片镜片的苦瓜脸天文学家在观测超新星时发现宇宙并不像他们假设的那样膨胀放缓,上帝在真理的花园里嘲笑着人类的愚昧与自大。

事实上鉴于爱因斯坦对引力的描述,宇宙应该是朝内萎缩才对,不应该向外肆无忌惮的扩张。

所以,宇宙中必然有一种与引力相互排斥且支持宇宙扩张的能量,那些苦瓜脸科学家将其称为暗能量。

这种能量科学家推断占据宇宙空间70%,在暗能量的模型里,这货已经成为宇宙里的一个“常数”,是宇宙诞生之初就存在的大爷,它肆无忌惮的对宇宙施加压力,扩张宇宙,撕裂空间,制造更多的充满暗能量的空间。

这是上帝的力量,人类可以揣测,却没办法弄明白,更没办法将之掌控。

3、暗物质的嘲讽

1922年,戴着金丝眼镜的天文学家卡普坦提出可以通过星体系运动间接推断星体周围可能存在不可见的物质,从此暗物质进入科学家的视野。

1933年,天体物理学家兹维基利用光谱红移测量了后发座星系团后得出了该星团存在不可见的物质。

1936年,天体物理学家S·史密斯在观测室女座星系团后也得出同样的结果,星系里存在不可见的物质。

于是越来越多的科学家接受了暗物质的存在。经过研究,科学家都认定了这个事实,这种幽灵一样诡异的物质弥漫在星系周围,科学家解释说暗物质可能是由“大质量弱相互作用粒子”构成。

只是暗物质这哥们依旧在宇宙四处刷存在感,它既让人类知道就是不让你找到并捕捉带回地球研究。它现在做的就是嘲讽,把科学家嘲讽成砖家。还笑着说:“你能咋地?”

4、反物质猥琐的笑容。

当人类发明镜子之后关于镜子后的世界人类从来就不欠缺想象。

1928年,美丽的英国蹦出一个长得像猴子一样的年轻物理学家狄拉克,他从理论上首次用钢笔与白纸利用方程式证明了正电子的存在。这种正电子除了电性和电子相反之外一切性质和电子相同。

1932年,美国物理学家安德逊在实验室里发现了应该那只猴子狄拉克预言的正电子。1955年,美国物理学家西格雷带着他傲慢的助手用人工方法获得了反质子。此后,人们逐渐认识了不仅仅是质子和电子,微观世界里每一种粒子都有正反两种不同的粒子形态,从此反物质成为了科学家认定存在却没有实物佐证的物质。

我们的世界是由重子数为正的质子与中子所构成,所以我们的世界叫做正物质世界。

那么有正物质世界必然存在着反物质世界。因为科学家们已经证明了反物质的存在。

只是人们说:“嘿,演讲台上的小丑,拿出反物质证明它的存在,我手中就有一把正物质铁锤,我们想看看反物质铁锤是不是像漫威宇宙哪个独眼雷神手中的那把锤子一样带着闪电,你知道我妈妈正缺一把像样的锤子敲打她的房顶,我猜那把反物质锤子应该不错!”

事实上一把反物质雷神之锤出现在纽约,下一刻估计纽约就会变成核爆后的广岛废墟。

正反物质相遇会产生湮灭,物质湮灭会释放强大的能量,并摧毁一切。

所以反物质依旧在镜子里露出猥琐的笑容,人们永远不会知道反物质铁的色泽是黄金色还是带着闪电的光华。

5、量子的报复——量子波函数塌缩。

粒子的微观世界,量子力学主宰一切。粒子的行为不像我们踢皮球,踢一个就是一个,在粒子世界,粒子的行为像波一样产生蝴蝶效应。这个行为砖家们称之为“波”。

科学家们用“波函数”或者概率分布来描述一个粒子的特性。说白一点就是描述粒子的位置,速度,以及属性,更深层次的还要描述它突然大脑发热改变了某些行为可能发生什么效果。

于是砖家们需要搞一些消耗经费的实验。通过实验来对粒子的属性进行测量之前,粒子的属性都会有一个大脑还算正常的范围值,但是测量之后,砖家们发现测量数值在波函数上表现出来的结果居然他妈的“塌缩了”,本来正常的人突然间好像发了羊癫疯一样口吐白沫瘫倒在地,大腿还不住的颤抖。

这个现象宛如本来一个年轻的帅哥,雄性刚猛,名字可以被叫成半夜九次郎,突然他在地铁上被凤姐强行抱吻后半夜九次郎名字改成更简单的名字ED外星人。

量子为何会表现出这样一个特性?

用通俗点的解释就是量子不定性原理,这个原理由海森堡于1927年提出,也是由于这个现象导致爱因斯坦对量子力学排斥。

这个不确定性准确来说就是微观粒子的动量和位置不能同时测量到。海森堡认为人类测量微观粒子唯一的手段就是观察,人类的观测工具不外乎使用电磁波和被观测的微观粒子,也行正因为如此人类的测量工具可能干扰了被观测对象。

但科技发达的今天对于这个现象至今也没有找到一个合理的解释与观测方法,只能接受这个不确定性的事实。

或许也正如爱因斯坦说的上帝从不掷骰子,粒子的动量和位置不可能测不准。

要解决这个波函数塌缩的问题唯有等待下一个阿尔伯特·爱因斯坦出现了。

好了,姑且扯到这里,手机码字与马震一样痛苦。其实还有很多物理界难以解决的问题。

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