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。
文章预览
在1900年,英国物理学家开尔文勋爵得意地声明道:“在物理上没什么没被发现的重大东西了。剩下的一点未知事物也很容易精确地观测。”但是在接下来的三十年中,量子力学、爱因斯坦的相对论已经颠覆了这个结论。今天,没有物理学家敢断言我们对物理和宇宙的认识“接近完成”。相反,每一个新的发现似乎又打开了又一个“潘多拉之盒”——喷涌出更深更多的物理问题。 这里有我们挑选出来的著名而开放性的物理未解难题。 潘多拉之盒 9. 暗能量是什么? 无论天体物理学家如何推敲数字,宇宙的的组成模型已经不需要再加上什么了。但是,虽然重力在时空中向内聚(pulling inward),宇宙的构造却不断向外延伸——越来越快地向外膨胀。为了解释这一点,天文学家提出了一个看不见的介质通过推开时空来抵消掉重力的影响,这东西就被叫做
………………………………