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【物理前沿】盘点现代物理学九大未解难题

环球物理  · 公众号  · 物理  · 2024-09-16 21:30
    

主要观点总结

文章介绍了著名的物理未解难题,包括暗能量、暗物质、熵、平行宇宙的存在、物质与反物质的比例、宇宙命运、微小粒子的精确测定、弦理论的正确性、流体行为的预测等。

关键观点总结

关键观点1: 暗能量是什么?

为了解释宇宙不断向外膨胀的现象,天文学家提出了一个被称为“暗能量”的介质,它推开时空来抵消重力的影响,但没有人知道如何找到它。

关键观点2: 暗物质是什么?

宇宙中84%的物质不吸收也不发射光线,被称为暗物质。这个神秘物质无法直接观测,也无法间接探测到,世界上已有寻找暗物质的探测器,但目前还没有成功探测到。

关键观点3: 熵是怎么回事?

时间不断向前流逝,宇宙的熵(混乱度)只会增加。问题在于:为什么过去的熵如此之低?即为什么宇宙在最初是有序的?这个问题涉及到熵的增加逻辑和宇宙的起源。

关键观点4: 平行宇宙存在吗?

天体物理数据表明时空可能是“平的”,并可能延伸到无限大的多元宇宙中。量子力学的法则也推测可能存在大量的平行宇宙,其中有完全相同的个体,也有只有微小差异的宇宙。

关键观点5: 为什么物质比反物质多?

为什么宇宙中物质比其反物质粒子更多是一个未解的问题。反物质本质上是“物质为什么存在”的问题。目前无法给出一个令人信服的解释。

关键观点6: 宇宙命运如何?

宇宙的命运取决于未知参数Ω的值。不同的Ω值可能导致不同的宇宙命运,如封闭宇宙、开放宇宙等。最终命运可能是大紧缩、大冻结或大撕裂等。

关键观点7: 为什么无法精确测定微小粒子?

在电子、光子等基本粒子的世界中,所有定律都遵循量子力学。这些粒子不像小球一样有确定的位置和速度,而是分布在较大的区域中。精确测定这些粒子是一个挑战。

关键观点8: 弦理论是正确的吗?

弦理论是一种假设所有基本粒子都是一维循环或“串”的理论。这个理论试图统一自然界的四种基本粒子到一个单一的理论框架中,但其正确性仍然不得而知,因为弦理论只在高维宇宙中起效,目前无法检测。

关键观点9: 混乱中蕴含着有序吗?

物理学家至今无法精确求解描述流体行为的方程组。对于“混乱”物质的法则,人们仍然所知甚少。这个问题涉及到流体理论是否包含未知的“奇点”,以及是否超越了数学的范畴。


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