1900年,英國物理學(xué)家威廉湯姆森·開爾文勛爵得意地聲稱:“在物理學(xué)上沒有沒被發(fā)現(xiàn)的重大東西了。剩下的一點未知事物也很容易精確地觀測。”
然而在隨后的50年間,物理學(xué)就像打開了潘多拉魔盒一般,量子力學(xué)和愛因斯坦的相對論的重大發(fā)現(xiàn)如同晴天霹靂,直接掀翻了開爾文勛爵的結(jié)論。同時,隨著潘多拉魔盒的打開,人類對于物理學(xué)的認(rèn)知也更加深奧,無法解釋的難題也越多。
來到21世紀(jì),科學(xué)技術(shù)有了長足的發(fā)展。但是,至今為止人類科學(xué)家仍然還沒有辦法來解釋這些難題。
1、什么是暗能量?
在物理宇宙學(xué)中,暗能量是一種充溢空間的、增加宇宙膨脹速度的難以察覺的能量形式。暗能量假說是當(dāng)今對宇宙加速膨脹的觀測結(jié)果的解釋中最為流行的一種。在宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型中,暗能量占據(jù)宇宙68.3%的質(zhì)能。但是至今沒有科學(xué)家找到它!
2、什么是暗物質(zhì)?
暗物質(zhì)存在于人類已知的物質(zhì)之外,人們知道它的存在,但不知道它是什么,它的構(gòu)成也和人類已知的物質(zhì)不同。在宇宙中,暗物質(zhì)的能量是人類已知物質(zhì)的能量的5倍以上。暗物質(zhì)的總質(zhì)量是普通物質(zhì)的6.3倍,暗物質(zhì)主導(dǎo)了宇宙結(jié)構(gòu)的形成。
3、熵是怎么回事?
時間向前移動因為宇宙中的一個叫做“熵”的屬性,被粗略定義為無序程度,只會增加,因此在它發(fā)生后,沒有辦法逆轉(zhuǎn)熵的上升。
4、平行宇宙存在嗎?
平行宇宙理論指的是存在多個宇宙,這些宇宙都是互相平行的,其中發(fā)生的事件永遠(yuǎn)不會相交。不同宇宙中的同一個人外觀上是完全一樣的,只是在他們身上發(fā)生的相同的事件的時間是不同的,他們所處的空間也是不同的。
5、為什么物質(zhì)比反物質(zhì)多?
物質(zhì)和反物質(zhì)是一同誕生的,理論上二者存在的量應(yīng)該是相同的,但為什么我們觀測到的宇宙中物質(zhì)遠(yuǎn)多于反物質(zhì)?
6、宇宙命運如何?
宇宙的命運很大程度上取決于未知值的參數(shù):Ω——物質(zhì)和能量在整個宇宙層面上的密度的度量。
如果Ω大于1,則時空會封閉在一個巨大的球體中。如果沒有暗能量,這樣的宇宙會停止膨脹然后開始收縮,最后在“大緊縮”事件中崩潰。 如果宇宙是封閉的,但暗能量真的存在——那么球形宇宙會永遠(yuǎn)膨脹。
如果Ω小于1,則空間的形狀將類似“開放的”拋物面。這種情況下,它的最終命運是“大凍結(jié)”接著“大撕裂”:首先,宇宙向外加速,撕裂星系和恒星,只剩下冰冷的殘骸物質(zhì)。在宇宙加速度過大時,會發(fā)生之后的事情:加速度大到原子之間的結(jié)合力無法再拘束住自己,所有的物質(zhì)將會分崩離析四處拋散。
如果Ω=1,宇宙會是平穩(wěn)的,如同所有方向都無窮延伸的平面一樣,沒有暗能量的話這種狀態(tài)會永遠(yuǎn)保持下去,不過會逐漸減速直到停滯。如果暗能量存在并能抵抗擴(kuò)張的速度,宇宙最終會撕裂自己。
7、弦理論是否正確?
弦理論,即弦論,是理論物理學(xué)上的一門學(xué)說。弦論的一個基本觀點就是,自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的粒子。這些看起來像粒子的東西實際上都是很小很小的弦的閉合圈(稱為閉合弦或閉弦),閉弦的不同振動和運動就產(chǎn)生出各種不同的基本粒子。
8、黑洞內(nèi)發(fā)生了什么?
如果一個物體被吸入黑洞會發(fā)生什么?根據(jù)目前的理論如果你把一個鐵方塊扔進(jìn)一個黑洞,就沒有辦法獲取任何信息。那么在黑洞 里發(fā)生了什么,無人能知。
隨著人類對物理的不斷認(rèn)識,對于物理的未知也就越多。不過,相信未來這些難題都能解決,只是這些難題解決了,仍會出現(xiàn)其他的未接難題。
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