物理学中的未解之谜

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7个终极科学谜团,破解任何一个,人类文明都会大幅度提升

7个终极科学谜团,破解任何一个,人类文明都会大幅度提升

7个终极科学谜团,破解任何一个,人类文明都会大幅度提升人类在物理学上还有很多无法解释的奥秘,很多人认为,如果人类能够将物理学上这7个奥秘解开,那么人类文明一定能够大幅度的提升,下面我们就来看看这7个未解之谜都是什么?物理学上第一个未解之谜——宇宙是如何诞生的?关于宇宙起源的说法,在科学界一直都有很多争论,现在科学家普遍认为的是宇宙起源于大爆炸,科学家认为在138亿年前,有一个奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、密度无限大、热量无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,科学家认为,在宇宙大爆炸一秒钟内,宇宙就膨胀到了10亿光年的范围,到现在为止,我们的宇宙还在不断的膨胀当中。

在20世纪初的时候,美国物理学家埃德文.哈勃在观测星系时发现,星系中的光谱出现了红移现象,这个现象表明,这些星系正在远离我们,看到这个现象之后,埃德文.哈勃提出了一个大胆的猜想,那就是我们的宇宙还在膨胀当中。

这个理论不仅仅让人类对宇宙有了新的认知,而且也让科学家感到非常绝望,毕竟人类走出宇宙之后一直都想要知道宇宙到底有多大?如果我们的宇宙一直膨胀下去,那么我们永远都无法找到宇宙的边缘,虽然说宇宙大爆炸在科学界被很多科学家认可,但是这个理论也存在一定的漏洞,比如说宇宙大爆炸之前是什么样子的?奇点又是什么东西?在我们现有的物理学上,根本不存在无限小或者无限大的物质,但是由于奇点太过于神秘,所以只能够用无限这个词来形容秘。

物理学上第二个未解之谜——天体为什么会运动根据科学家的研究我们能够知道,宇宙的所有天体都在有规律的运动,比如说月球在围绕地球转动,地球在围绕太阳转动,太阳在围绕银河系转动,银河系在围绕更大的星系转动,可以说整个宇宙都在有规律的运动,那么天体为什么会运动呢?著名的物理学家牛顿认为,天体运动其实是和引力有关系,根据牛顿的万有引力定律我们能够知道,任何有质量的物体都是有引力的,物体的质量越大,它的引力就越大,在太阳系中太阳的质量是最大的,所以太阳的引力也是最强大的,强大的引力能够将八大行星全部吸引过来。

物理学十大未解之谜

物理学十大未解之谜

1900年,据说英国物理学家凯尔文勋爵(Lord Kelvin)曾宣称:“现在物理学中没有什么新发现。

剩下的就是越来越精确的测量。

”三十年来,量子力学和爱因斯坦的相对论彻底改变了这个领域。

今天,没有物理学家敢断言我们对宇宙的物理知识即将完成。

相反,每一个新的发现似乎都打开了潘多拉的盒子,里面装着更大、更深入的物理问题。

这些是我们挑选的最深刻的开放性问题。

在里面你会学到平行宇宙,为什么时间似乎只朝一个方向移动,为什么我们不理解混沌。

为何时间在不停流逝?时间之所以向前移动,是因为宇宙中一种叫做“熵”的性质,大体上被定义为无序的程度,只会增加,所以在它发生之后,没有办法逆转熵的增加。

熵增加的事实是一个逻辑问题:粒子的无序排列比有序排列多,因此随着事物的变化,它们往往会陷入混乱。

但最根本的问题是,为什么过去熵这么低?换言之,为什么宇宙一开始就如此有序,是谁把大量的能量排列在在一个很小的空间里?是否存在平行宇宙?天体物理数据表明,时空可能是“平坦”的,而不是弯曲的,因此它会一直持续下去。

如果是这样,那么我们可以看到的区域(我们认为是“宇宙”)只是无限大的“多元宇宙”中的一个补丁。

同时,量子力学定律规定,每个宇宙补丁中只有有限数量的可能粒子配置(10^10^122个不同的可能性)。

因此,有了无限多个宇宙斑块,它们内部的粒子排列被迫重复——无限多次。

这意味着有无限多的平行宇宙:与我们完全相同的宇宙斑块(包含与你完全相同的人),以及仅因一个粒子位置不同的斑块,因两个粒子位置不同的斑块,等等,直至完全不同于我们的斑块。

虽然现在仍然无法证实这是真实存在的。

宇宙的命运是什么?宇宙的命运在很大程度上取决于一个未知的因素:Ω,一个测量整个宇宙物质和能量密度的指标。

如果Ω大于1,时空就会像一个巨大球体的表面一样“闭合”。

如果没有暗能量,这样的宇宙将最终停止膨胀,而开始收缩,最终在一个被称为“大危机”的事件中自我坍塌。

如果宇宙是封闭的,但有暗能量,球形宇宙将永远膨胀。

探索未知领域物理学中的未解之谜

探索未知领域物理学中的未解之谜

探索未知领域物理学中的未解之谜物理学作为自然科学的一门重要学科,致力于研究自然界的规律和现象。

多年来,物理学家们通过不断的观察、实验和理论研究,取得了许多重要的突破和成果。

然而,在物理学的发展过程中,仍有一些未解之谜令科学家们踌躇不前,挑战着我们的智慧和创造力。

一、黑洞:引力之谜的终极测试黑洞是宇宙中最神秘的天体之一,由于其巨大的引力场,甚至连光线都无法逃离。

尽管我们对黑洞的存在有着很多证据,但对于黑洞内部的结构和黑洞与时间、空间的关系,我们仍然一无所知。

为了解决这个问题,科学家们运用爱因斯坦的广义相对论和量子力学等理论,试图揭示黑洞的内部机理。

二、暗物质:宇宙构造之谜暗物质是宇宙中组成最主要的成分之一,占据了大约27%的宇宙能量密度。

然而,与我们熟悉的物质不同的是,暗物质对光没有反应,无法直接被探测到。

科学家们通过研究星系旋转速度和宇宙微波背景辐射等数据,确认了暗物质的存在。

然而,暗物质的组成、特性和作用机理依然是未解之谜。

未来的研究可能通过粒子物理实验等途径,进一步解决这个谜题。

三、量子纠缠:奇妙的非局域性量子纠缠是量子力学中一个令人费解的概念,描述了两个或多个粒子之间的非局域性,即一个粒子的状态的改变会立即影响到另一个粒子的状态,即使它们之间的距离很远。

这种现象被爱因斯坦称为“幽灵般的作用距离”,挑战着我们对真实世界的理解。

由于量子纠缠在实际应用中具有潜在的重要性,因此理解量子纠缠的本质成为当代物理学的重要课题。

四、宇宙膨胀:伽莫夫引力之谜宇宙膨胀是一个备受关注的话题,也是宇宙学中一个重要的未解之谜。

尽管宇宙膨胀的现象已被广泛观测到,但导致宇宙加速膨胀的因素尚不清晰。

科学家们提出了伽莫夫引力的概念,假设存在一种无害标准模型中不存在的能量形式,称为暗能量,推动宇宙膨胀。

然而,暗能量的本质和来源仍然是未解的谜题。

五、量子重力:微观与宏观的对立量子力学和广义相对论分别描述了微观世界和宏观世界的物理规律,但两者之间的矛盾却一直困扰着物理学家。

粒子物理学中的未解之谜和挑战

粒子物理学中的未解之谜和挑战

粒子物理学中的未解之谜和挑战粒子物理学作为研究物质最基本构成及相互作用规律的学科,一直以来都充满了未解之谜和挑战。

无论是从物质的微观结构到宇宙的演化历程,粒子物理学都在不断追求理解世界的真相。

本文将介绍一些粒子物理学中的未解之谜和挑战,以及科学家们所面临的困惑和探索。

1. 暗物质的存在暗物质是一种无法直接探测到的物质,但通过引力相互作用可以被间接推断出来。

根据天文观测和宇宙学模型,暗物质是构成宇宙大部分质量的主要成分,然而其真正的性质至今仍然是未解之谜。

科学家们提出了各种暗物质的候选粒子,例如超对称粒子、弱相互作用粒子等,但迄今为止仍没有确凿的实验证据来证实这些假设。

2. 反物质的不对称根据大爆炸理论,宇宙在初始时刻应该产生了相等数量的物质和反物质。

然而现实中我们观测到的宇宙中几乎只存在物质而没有反物质,这被称为反物质的不对称问题。

科学家们正在进行一系列复杂的实验来研究反物质的性质和生成机制,但迄今为止仍未找到令人信服的解释。

3. 基本粒子的质量与耦合常数基本粒子的质量和相互作用强度是粒子物理学的基本参数,但迄今为止,科学家们无法从理论上预测这些参数的具体数值。

当前的粒子物理理论(标准模型)需要将这些参数作为实验结果输入才能与实验观测一致。

寻找基本粒子质量和耦合常数的来源,进而理解它们的本质仍然是一个巨大的挑战。

4. 强相互作用的本质强相互作用是粒子物理中最基本、最复杂的相互作用之一。

尽管我们有了量子色动力学(QCD)这一描述强相互作用的理论,但仍然有许多与之相关的现象令人困惑。

例如,强子的自旋结构和共振态的性质等都有待进一步的探索和解释。

5. 规范重整问题规范对称性是粒子物理中非常重要的概念,标准模型就是基于规范对称性建立的。

然而,在对规范场进行量子化的过程中,出现了一些数学上的困难,被称为规范重整问题。

科学家们希望能够找到一种能够解决规范重整问题的更加完善的理论,这也是当今理论粒子物理学的重要课题之一。

中小学课外必读物理界七大未解之谜

中小学课外必读物理界七大未解之谜

中小学课外必读物理界七大未解之谜NO1.物质是由什么构成的?众所周知,物质由原子构成,原子由质子、中子和电子构成,质子和中子由更小的粒子夸克构成。

我们确实有了粒子物理标准模型,它很好地解释了亚原子粒子之间的相互作用,也被用来预测未知粒子的存在。

上次通过这种方法发现的粒子是希格斯玻色子,于2012年被LHC研究人员发现。

但标准模型并非无所不能。

“标准模型解释不了一切,”费米国立加速器实验室粒子物理学家唐·林肯(Don Lincoln)博士说,“它解释不了希格斯玻色子为什么存在,解释不了希格斯玻色子的质量。

”实际上,希格斯玻色子的质量比人们原先预测的要轻得多。

林肯说,按照以前的理论,它的质量应该是其实际质量的1000万亿倍!大型强子对撞机的一个粒子探测器谜题还不止这些。

原子被认为是电中性的(质子的正电荷与电子的负电荷互相抵消),但为什么会这样?林肯说:“没人知道。

”NO2. 引力为什么如此诡异?对于我们来说,没有哪种力比引力更为熟悉。

毕竟,正是引力使我们可以站在地面上。

爱因斯坦的广义相对论提出了引力的数学公式,把引力描述为一个“扭曲”的空间。

但引力的强度比其他三种已知的力(电磁力、弱力和强力)要弱万亿亿亿亿倍。

一种可能是(目前只是猜测),除了我们日常注意到的三个空间维度以外,还有隐藏的其他维度,也许以一种不可能被发现的方式“卷曲起来”。

如果真的存在另外的维度,并且引力能“泄漏”到那些维度,这可以解释引力对我们而言为何这么弱。

“引力可能和其他的力拥有相同的强度,但由于引力泄漏进入其他不可见的维度,因而被迅速削弱,”怀特森说。

一些物理学家希望,在LHC进行的实验会提供其他维度的线索,但到目前为止还没有任何发现。

NO3. 时间为什么只能单向流动?自从爱因斯坦提出相对论以来,物理学家认为空间和时间组成了一种叫做“时空”的四维结构。

但空间和时间存在某些根本上的区别。

在空间中,我们可以随心所欲地自由移动。

磁单极子:物理学的未解之谜

磁单极子:物理学的未解之谜

磁单极子:物理学的未解之谜磁单极子是指只有一个磁荷的粒子,类似于电荷的概念。

然而,在物理学中,我们至今还没有观测到磁单极子的存在。

这一现象引发了科学家们的兴趣和好奇心,他们一直在努力寻找磁单极子并解开这个物理学的未解之谜。

磁单极子的定义与性质磁单极子是指具有磁荷但没有磁偶极矩的粒子。

与电荷不同,我们可以分离出正负电荷,但是至今为止,我们还没有观测到可以分离出正负磁荷的磁单极子。

根据麦克斯韦方程组,如果存在磁单极子,那么磁场的散度将不再为零,这将对电磁学理论产生深远影响。

理论预言与实验探索早在19世纪末,英国物理学家亨利·皮尔斯曼提出了磁单极子的概念,并预言了它们的存在。

然而,尽管科学家们进行了大量的实验探索,但至今为止还没有观测到磁单极子的存在。

这一现象引发了科学家们对磁单极子的研究兴趣,并推动了相关领域的发展。

在实验探索方面,科学家们使用了各种方法来寻找磁单极子。

例如,他们通过在高能粒子加速器中进行碰撞实验,希望能够产生出磁单极子。

然而,迄今为止,这些实验都没有观测到磁单极子的存在。

此外,科学家们还通过研究天然磁体和磁性材料来寻找磁单极子的迹象,但也没有取得明确的结果。

理论解释与挑战对于为什么我们还没有观测到磁单极子的存在,科学家们提出了一些理论解释。

其中一个解释是磁单极子可能不存在,这意味着麦克斯韦方程组是完整且准确的描述了电磁现象。

另一个解释是磁单极子可能存在,但它们的质量非常大,以至于我们无法在当前的实验条件下观测到它们。

还有一种解释是磁单极子可能存在,但它们的寿命非常短,以至于我们无法观测到它们。

这些理论解释都面临着挑战。

首先,如果磁单极子不存在,那么为什么我们观测到了电荷的存在?为什么电荷可以分离成正负两种?其次,如果磁单极子的质量非常大,那么为什么我们在高能粒子加速器中还没有观测到它们?最后,如果磁单极子的寿命非常短,那么为什么我们还没有观测到它们的衰变产物?磁单极子的应用前景尽管我们还没有观测到磁单极子的存在,但科学家们对其应用前景充满了希望。

物理学十大未解之谜

物理学十大未解之谜

物理学十大未解之谜是一个相对主观的问题,因为科学研究的进展是不断变化的,新的理论和方法可能会揭示更多未知的领域。

以下是一些在物理学领域仍存在争议和未解之谜的例子:1. 暗物质和暗能量:尽管宇宙中大部分物质和能量都是我们看不见的,但我们知道它们确实存在。

暗物质和暗能量的性质和起源仍然是一个未解之谜。

2. 量子引力:在理论上,量子引力是描述引力在量子层面上如何运作的理论。

然而,到目前为止,我们还没有找到一个令人信服的理论来解释量子引力。

3. 黑洞的信息悖论:黑洞的信息悖论是一个关于量子力学和广义相对论之间相互作用的问题。

根据量子力学,信息是守恒的,但广义相对论表明黑洞可以吞噬信息。

这两个理论之间的冲突仍然是一个未解之谜。

4. 夸克禁闭:夸克是质子和中子的基本组成单元,但在理论上,它们应该可以在自由状态下存在。

然而,在现实中,我们从未观察到自由的夸克。

这是为什么夸克在自然界中始终以组合形式出现的原因,但具体机制仍然是一个未解之谜。

5. 粒子物理的标准模型:标准模型是描述基本粒子和相互作用的最佳理论。

然而,它有许多局限性,例如不能解释引力,不能解释暗物质的存在等。

寻找超越标准模型的新理论仍然是物理学的一个重要目标。

6. 量子计算机:量子计算机是一种利用量子力学原理进行信息处理的机器。

尽管我们已经取得了一些进展,但要实现可扩展的量子计算机仍然是一个巨大的挑战。

7. 弦理论:弦理论是一种尝试将引力与量子力学统一的理论。

然而,弦理论非常复杂,且至今尚未找到实验证据来验证其预测。

8. 量子纠缠:量子纠缠是量子力学中的一个现象,描述了两个或多个粒子之间的强烈关联。

这种关联的起源和性质仍然是一个未解之谜。

9. 相对论的重力:广义相对论是描述引力如何影响时空的理论。

然而,这个理论在量子层面上并不自洽。

寻找一个将引力与量子力学统一的理论仍然是物理学的一个重要目标。

10. 宇宙的起源和演化:宇宙的起源和演化是物理学和天文学中的核心问题。

物理学中的世界级难题和未解之谜

物理学中的世界级难题和未解之谜

物理学中的世界级难题与未解之谜彭亚峰pengyf5@21cn2016年12月15日于北京一.世界级难题现今物理学中存在很多的问题,有些问题超级难以解决而成为世界级难题。

有的难题已经历经了三百连年;有的难题在众多科学家的尽力下也束手无策;有的难题在运算机的辅助运算下也未能破解。

划分世界级难题的依据是什么?1900年,数学家希尔伯特曾经提出了数学上的23个难题。

物理学中的世界级难题却没有像数学中的23个难题那样有着统一的标准内容。

如此就有必要提出一个划分标准。

若是一个问题存在长达百年,也确实是说大约通过了三四代人的尽力仍然未能取得解决,就能够够将该问题作为世界级难题了。

以下是作者了解到的部份物理学世界级难题。

若是您了解更多的内容,欢迎交流探讨。

No. 1万有引力的作用机制问题众所周知,牛顿于三百连年前发觉了万有引力的作用规律。

关于引力是如何产生的之问题,牛顿却未能给出答案。

20世纪初,爱因斯坦在广义相对论中成立不同的引力理论,指出引力是物质存在阻碍了空间形变的结果,物体沿弯曲空间中的“直线”运动。

广义相对论运用了引力质量与惯性质量等效这一现象与事实,却未能指出什么缘故;关于暗物质引力问题也束手无策。

广义相对论预言的“引力波”尽管已经宣称取得了实验的证明,却未指出与万有引力对称的斥力是不是存在。

爱因斯坦后半生曾致力于研究彼此作用的大统一,但未能如愿以偿。

量子理论已经提出了近一个世纪,但是量子引力理论仍然未能成立。

各类弦理论/超弦理论被以为是最有可能解决四种彼此作用的统一理论,但目前仍然未能解决理论面临的各类问题。

判定引力理论完善与否的必要条件有:(1)揭露引力的作用机制及其本质。

(2)完善引力的性质;说明引力质量与惯性质量等效的全然缘故;解决与万有引力对称的斥力是不是存在,在什么条件下存在的问题。

(3)解决力的统一问题。

(4)解决量子引力理论的成立问题。

(5)解决暗物质引力问题,明确广义相对论中“引力”的本质。

物理界十大未解之谜

物理界十大未解之谜

物理界十大未解之谜物理界十大未解之谜包括:1.量子纠缠:量子力学中的一种现象,当两个或多个粒子处于纠缠状态时,它们的状态是相互依赖的,即使它们被分开,它们的性质也会立即相互影响。

2.黑洞信息悖论:黑洞是一种极其密集的天体,它的引力极强,甚至连光也无法逃脱。

但是黑洞内部的信息是如何消失的,至今仍是一个未解之谜。

3.暗物质和暗能量:暗物质是一种无法直接观测到的物质,但是通过它对宇宙的引力作用可以推断出它的存在。

暗能量则是一种未知的能量形式,它占据了宇宙的绝大部分,并且对宇宙的膨胀起着推动作用。

4.引力波:引力波是爱因斯坦广义相对论预测的现象,当两个物体加速运动时,会以引力波的形式释放出能量。

但是引力波在实验中一直难以被检测到,因此它的存在仍然是一个谜。

5.夸克禁闭:夸克是一种基本粒子,它们通常被限制在其他粒子内部。

但是为什么夸克不能单独存在,仍然是一个未解之谜。

6.宇宙中的反物质:我们知道,在某些情况下,物质和反物质会相互抵消,只留下纯粹的能量。

但是为什么我们的宇宙中几乎全是物质,而反物质却很少见,这是一个未解之谜。

7.时间旅行:时间旅行是一个在物理学和哲学中经常被探讨的话题。

但是如何实现时间旅行,以及是否存在平行宇宙等未解之谜。

8.粒子物理的标准模型:粒子物理的标准模型描述了基本粒子和它们之间的相互作用。

但是这个模型中仍然存在一些未解之谜,比如质量的起源和暗物质的性质等。

9.相对论与量子力学的统一:相对论和量子力学是目前物理学最重要的两个理论。

但是它们在描述自然界的规律时存在不兼容的地方,因此如何将它们统一起来,仍然是一个未解之谜。

10.宇宙中的额外维度:一些理论物理学家认为,我们的宇宙可能不只有三个空间维度,而是有更多的维度存在。

但是这些额外维度的性质和作用仍然是一个未知的领域。

物理探秘之旅揭开物理学的神秘面纱和未解之谜探索宇宙的奥秘发现科学的美妙

物理探秘之旅揭开物理学的神秘面纱和未解之谜探索宇宙的奥秘发现科学的美妙

物理探秘之旅揭开物理学的神秘面纱和未解之谜探索宇宙的奥秘发现科学的美妙物理探秘之旅:揭开物理学的神秘面纱和未解之谜一、物理学的起源与发展茫茫宇宙中,人类对万物的探索从未停止,而物理学作为自然科学的一个重要分支,一直以来都扮演着揭开自然奥秘的角色。

物理学的起源可以追溯到古代的希腊,柏拉图、亚里士多德等伟大的哲学家对于自然界的观察和思考,为物理学的发展奠定了基础。

二、物理学对世界的总览1. 宇宙大爆炸理论具有革命性意义的宇宙大爆炸理论被认为是解释宇宙起源和演化的最有力理论之一。

该理论认为,宇宙始于一个极度致密和高温的初始状态,从这个“点”开始,经历了无尽岁月的扩张和冷却。

2. 相对论爱因斯坦的相对论是现代物理学的重要里程碑,它提出了时间和空间的相对性观念。

相对论揭示了物质和能量之间的关系,它颠覆了牛顿经典力学的观念,为我们理解宇宙的奥秘提供了基础。

3. 量子力学量子力学的出现对人们的思维模式产生了重大冲击。

它揭示了微观世界的奇妙规律,包括不确定性原理、波粒二象性等概念。

量子力学的发展使得人们能够深入了解微观世界的复杂性,也为技术革命与科学突破提供了支持。

4. 引力波的探测2015年,引力波被首次直接探测到,这一发现在物理学界掀起了轩然大波。

引力波的探测不仅验证了爱因斯坦广义相对论的预言,也开辟了宇宙观测的新领域。

通过引力波的研究,我们有望进一步探索宇宙的奥秘。

三、物理学中的未解之谜1. 暗物质和暗能量目前,我们所知的物质只占宇宙总量的不到5%,而剩下的95%被称为暗物质和暗能量。

然而,我们对暗物质和暗能量的认识仍然十分有限,它们的性质和组成仍然是一个未解之谜。

2. 基本粒子的本质世界上存在许多基本粒子,它们构成了我们所了解的一切物质和力。

然而,这些基本粒子的本质和如何相互作用仍然不清楚。

例如,对于希格斯玻色子的研究,科学家们还在探索它在物质形成中的具体作用。

3. 宇宙的起源人类一直都对宇宙起源的问题充满好奇。

十大物理学未解之谜

十大物理学未解之谜

物理学领域中有许多未解之谜,以下是其中十个著名的未解之谜:
1. 宇宙的起源和演化:宇宙是如何形成的,以及宇宙的未来会怎样?
2. 暗物质和暗能量:占宇宙大部分的物质和能量形式是什么,它们如何影响宇宙的演化?
3. 黑洞的本质:黑洞是如何形成的,它们的内部结构是什么,以及如何探测它们?
4. 时间和空间的本质:时间和空间是什么,它们之间的关系是什么?
5. 量子力学的含义:量子力学如何解释微观世界的行为,它的基本原理是什么?
6. 意识的本质:意识是如何产生的,它与物质之间的关系是什么?
7. 宇宙的多重性:是否存在多个宇宙,它们之间的关系是什么?
8. 引力波的起源:引力波是如何产生的,它们如何影响宇宙的演化?
9. 基本粒子的性质:基本粒子的性质是什么,它们如何相互作用?
10. 宇宙常数的含义:宇宙常数的存在意义是什么,它如何影响宇宙的演化?
这些未解之谜激发了科学家们的好奇心和探索精神,促使他们不断地进行研究和实验,以期解开这些谜团,推动人类对物理世界的理解。

物理学史上的十大未解之谜是什么

物理学史上的十大未解之谜是什么

物理学史上的十大未解之谜是什么物理学,这门探索自然规律的科学,在其漫长的发展历程中,已经为我们揭示了无数的奥秘。

然而,仍有许多问题至今仍未得到解答,它们像黑暗中的谜团,等待着物理学家们去揭开。

以下是物理学史上的十大未解之谜。

一、暗物质之谜宇宙中存在着大量的物质,其产生的引力效应可以被观测到,但我们却无法直接探测到它们。

这些神秘的物质被称为暗物质。

科学家们通过对星系旋转速度、星系团的引力透镜效应等观测结果的分析,推断出暗物质的存在。

然而,暗物质究竟是什么?是一种新的粒子,还是某种未知的物质形态?目前,我们仍一无所知。

二、暗能量之谜与暗物质同样神秘的是暗能量。

它被认为是导致宇宙加速膨胀的原因。

但暗能量的本质是什么?是一种恒定的能量场,还是某种随时间变化的动态力量?目前的理论如宇宙常数和精质等,都还无法完全解释暗能量的特性。

三、量子引力之谜量子力学和广义相对论是现代物理学的两大基石。

然而,这两个理论在一些极端情况下,如黑洞的中心或宇宙大爆炸的奇点处,会产生冲突。

如何将量子力学和广义相对论统一起来,形成一个完整的量子引力理论,是物理学面临的巨大挑战。

四、黑洞信息悖论当物质落入黑洞时,其携带的信息似乎会消失。

然而,根据量子力学,信息是不会丢失的。

这就形成了黑洞信息悖论。

如何解决这个悖论,对于我们理解黑洞的本质和量子力学与广义相对论的融合具有重要意义。

五、宇宙物质反物质不对称之谜在大爆炸理论中,应该产生等量的物质和反物质。

但我们的宇宙中几乎只有物质存在,反物质非常稀少。

为什么会出现这种物质反物质的不对称性?这是一个尚未解决的谜题。

六、高温超导之谜虽然我们已经发现了一些高温超导材料,但对于高温超导的机制仍然不清楚。

为什么在相对较高的温度下,这些材料能够实现零电阻的超导现象?这对于能源传输和储存等领域具有重要的应用价值。

七、质子寿命之谜理论上,质子应该会衰变,但实验中至今尚未观测到质子的衰变。

质子的寿命究竟有多长?这对于我们理解物质的基本结构和宇宙的演化具有重要意义。

经典物理无法解释的四个现象

经典物理无法解释的四个现象

经典物理无法解释的四个现象引言:经典物理理论,如牛顿力学和经典电磁学,对我们理解宇宙起到了重要作用。

然而,科学的进展往往伴随着新的挑战和未解之谜。

在这篇文章中,我们将讨论四个经典物理无法解释的现象,这些现象突破了传统物理学的边界,并引发了科学界的广泛关注和探讨。

一、黑体辐射和紫外灾变黑体辐射是物体在热平衡状态下发射的电磁辐射。

根据经典物理理论,根据物体的温度,我们可以预测出不同波长的辐射强度。

然而,经过实验观测发现,根据经典理论预测的结果与实际观测存在巨大偏差,特别是在紫外灾变区域。

这一问题迎来了普朗克的量子假设。

他认为辐射能量不是连续的,而是以离散的量子形式存在。

通过引入这一假设,普朗克成功解释了黑体辐射的实验结果,并开创了量子力学的起源。

二、双缝干涉实验双缝干涉实验展示了波粒二象性的奇特现象。

根据经典物理理论,如果将光通过两个细缝射向屏幕,我们预期会在背后的屏幕上得到两个重叠的条纹系列,这是由波动性引起的。

然而,实验观察到的结果却出乎意料。

在光微粒通过两个缝隙后,它们不仅仅呈现出了波动性特征,还呈现出了干涉模式,即波峰与波谷的相遇和相消。

这一现象无法用传统的经典物理理论解释。

三、量子跃迁量子跃迁是一种微观粒子在能级之间跳跃的现象。

根据经典物理理论,微观粒子应当处于稳定的能级状态,而不会突然跳跃到另一个能级。

然而,量子物理学的发展揭示了这些奇特的跃迁现象。

量子力学的基本框架提供了解释这一现象的解决方案。

根据量子力学,微观粒子的状态可以同时是一种叠加态,通过进行量子跃迁,它们可以从一个能级跳跃到另一个能级。

四、暗能量和暗物质宇宙学的观测结果表明,在我们可见的宇宙中,只有约5%的物质是可见的,而其余的约95%是由暗能量和暗物质组成的。

然而,目前科学界对暗能量和暗物质的本质和性质仍然知之甚少。

经典物理理论无法对这些暗能量和暗物质进行解释。

科学家提出了一些假设和理论模型来解释它们,如暗能量可能是一种类似于引力的性质,而暗物质可能由一些尚未发现的微弱粒子组成。

物理学中的未解之谜

物理学中的未解之谜

物理学中的未解之谜物理学作为自然科学的重要分支,旨在研究宇宙的本质和运行规律。

然而,尽管人类在物理学领域取得了巨大的进步,仍然存在一些未解之谜,挑战着科学家们的智慧和创造力。

本文将介绍物理学中的一些著名未解之谜,让我们一起来探索这些谜团的背后吧。

黑暗能量和黑暗物质:宇宙加速膨胀的驱动力在20世纪90年代,天文学家通过观测到的超新星爆炸发现,宇宙的膨胀速度正在加速。

为了解释这一现象,科学家们提出了黑暗能量的概念。

黑暗能量被认为是一种负责推动宇宙膨胀的特殊能量,它充满整个宇宙空间,但我们无法直接观测到它。

与此同时,黑暗物质也是物理学中的另一个未解之谜。

黑暗物质是一种不与光相互作用、也无法直接探测到的物质,但通过对星系旋转曲线和宇宙大尺度结构的观测,科学家们推断出黑暗物质的存在。

然而,尽管我们对黑暗物质的存在有一些证据,但对它的组成和性质仍然一无所知。

量子重力:统一自然力的理论挑战在物理学中,引力和量子力学是两个非常成功的理论。

然而,将这两个理论统一起来,并创造出量子引力理论,一直是科学家们的梦想和挑战。

目前的物理学无法解释引力如何与微观粒子的行为相互作用,并找到统一的理论来描述宇宙的行为。

弦理论是当前物理学中最有希望解决量子重力问题的候选理论之一。

这个理论假设宇宙的基本构成是微小的弦状物体,而不是点状粒子。

然而,由于弦理论需要在高能量和小尺度的情况下进行研究,目前还没有明确的实验证据来支持或证伪这个理论。

暗物质直接探测:捕捉神秘力量的碎片虽然目前我们对暗物质的存在有间接观测证据,但直接探测暗物质的实验仍然是一个巨大的挑战。

科学家们建造了许多实验设施,试图捕捉到来自宇宙的暗物质粒子,但迄今为止还没有实质性的发现。

超导体的高温超导:解决能源危机的无穷电流超导体是一种在极低温度下能够无电阻导电的材料。

然而,传统的超导体需要接近绝对零度才能表现出超导性,这对于实际应用来说是一个巨大的限制。

近年来,科学家们发现了一些能够在相对较高温度下表现出超导性的材料,这被称为高温超导。

物理学18大未解之谜

物理学18大未解之谜

以下是物理学中的18大未解之谜:
宇宙暗能量:宇宙膨胀加速的原因是什么?
宇宙暗物质:宇宙中的物质,包括星系、行星等,只占了宇宙总质量的5%,剩余95%的质量是什么?
引力波:这种由强大天体碰撞或黑洞合并而产生的震荡波,是否存在?
黑洞信息悖论:物质进入黑洞后是否会消失,或者会转化为其他形式?
宇宙微波背景辐射:这种辐射是宇宙大爆炸后所产生的余辉,能否提供宇宙的起源和演化信息?
宇宙大爆炸的初始时刻:宇宙大爆炸前的状态和初期演化,是如何发生的?
宇宙异质性问题:宇宙中不同地方的物理性质是否相同?
太阳系热力学问题:太阳系的形成和演化过程是怎样的?
太阳日冕问题:为什么太阳的外层大气日冕比太阳本身还要热?
等离子态核聚变:将氢原子融合成氦原子的聚变能否实现可控性?
量子重力问题:能否把量子力学和相对论统一起来?
时空的奇点问题:物质和能量密集到一定程度,是否会形成时空的奇点?
宇宙中存在的化学元素问题:重元素的合成是如何发生的?
宇宙中的镭现象问题:能否利用镭现象,推进太空探索?
一致性理论问题:能否发现一种更基本的自然定律?
神经元之间的耦合问题:神经元如何相互作用以实现大脑功能?
生命的起源问题:生命是如何从非生命物质中诞生的?
意识的起源问题:意识是如何产生的,为何会产生主观的感受?。

物理学的未解之谜

物理学的未解之谜

物理学的未解之谜物理学是解释自然世界的学科,它不断地在进步和发展着。

然而,尽管在数百年来不断地进行实验和数学建模,仍然存在着许多未解之谜。

本文将着重探讨物理学中一些未解之谜。

黑暗物质:黑暗物质指的是一种无法被直接检测到的物质,但在宇宙中贡献了巨大的质量。

研究表明,黑暗物质在宇宙中拥有显著的影响,如引力望远镜等。

但是,我们仍然无法直接观测到它。

因此,科学家们一直在寻找解决这个问题的方法,以便能够更好地理解宇宙物理学。

黑暗能量:相对于黑暗物质,黑暗能量是更加神秘的存在。

研究表明,黑暗能量是导致宇宙加速膨胀的因素之一。

但是,我们仍然不知道它的来源和性质,因此黑暗能量仍然是物理学中的一个未解之谜。

时间:时间似乎是所有科学领域的基础,尽管有关时间的概念在物理学上有很多不同的解释。

然而,时间的最基本的本质仍然是不清楚的。

物理学家仍然在思考通过实验和理论研究来解密时间的本质。

量子重力:在物理学中,有两个基本的理论:广义相对论和量子力学。

然而,这两个理论似乎没有办法协调在一起。

物理学家们一直在寻找这两个理论的和解,以便更好地理解宇宙的本质。

黑洞:黑洞是空间中的一个区域,没有物质或辐射能够逃离它的引力。

然而,尽管黑洞在物理学上已经被证实存在,我们仍然不知道它们的微观结构或信息是否会被摧毁。

这仍然是物理学中的另一个未解之谜。

总之,虽然物理学已经向前迈进了很大一步,但仍然有很多问题需要解决。

这些未解之谜激发着人们的好奇心和研究激情,我们相信,在物理学家们不懈的努力下,这些谜团最终会得到解决。

物理学习的未解之谜探索科学的尚未解答问题

物理学习的未解之谜探索科学的尚未解答问题

物理学习的未解之谜探索科学的尚未解答问题物理学是一门研究物质和能量之间相互关系的科学,它在人类文明的发展中起到了不可替代的作用。

然而,尽管我们已经取得了巨大的进展,但仍有一些未解之谜等待着科学家们的探索。

本文将探讨其中的一些问题。

1. 量子力学中的测量问题量子力学是描述微观世界行为的理论,被广泛应用于原子、分子及基本粒子等领域。

然而,量子力学中一个颇具争议的问题是“测量问题”:测量一个粒子的状态会导致其状态的坍缩,但我们仍不明确该过程的原理。

这个问题至今尚未解答,存在多个理论和观点。

2. 宇宙暗物质与暗能量宇宙暗物质和暗能量的存在是天文学和物理学中的两个重大未解之谜。

科学家们通过观测获得了它们存在的证据,但暗物质和暗能量的本质和性质仍然是未知的。

解开这个问题将有助于我们更好地理解宇宙的起源和演化。

3. 弦论与统一理论弦论是一种试图统一引力和量子力学的理论,认为宇宙中的基本构成要素不是点状的粒子,而是一维的弦。

然而,弦论目前还没有提供令人满意的统一理论。

科学家们仍在努力寻找一种完整且能够解决理论上的难题的理论。

4. 时间与空间的本质时间和空间是我们生活中的基本概念,然而它们的本质仍然是一个谜。

相对论告诉我们时间和空间是相互关联的,但仍有一些问题需要解答:时间是否是连续的还是离散的?空间是否是三维的还是存在额外的维度?通过解答这些问题,我们可以更深入地理解宇宙和现实的本质。

5. 宇宙的起源和命运宇宙的起源和命运一直是人类思考的重要问题。

大爆炸理论是目前对宇宙起源的主流理论,但对于事物的起源我们仍然了解甚少。

同样,我们对宇宙的最终命运也知之甚少:宇宙会继续膨胀还是会坍缩?解答这些问题将有助于我们更全面地认识宇宙。

在物理学研究的道路上,我们还面临着许多尚未解答的问题。

科学家们通过不断的实验和理论的发展,努力揭示自然规律,推动了人类文明的进步。

虽然我们并不能立即解答所有的问题,但我们的努力将会引领我们逐渐接近真理的殿堂。

物理界200个未解之谜

物理界200个未解之谜

物理界200个未解之谜物理界是一个充满奥秘的领域,其中包含着许多未解之谜。

以下是我列举的200个物理界未解之谜,以及一些回答和解释:1. 暗物质和暗能量是什么?为什么它们对宇宙的影响如此之大?2. 为什么光的速度是恒定的?这对于我们理解宇宙有多大影响?3. 电磁波是如何产生的?它们和普通的光有什么区别?4. 黑洞是如何形成的?为什么物质会被吸入黑洞中?5. 为什么原子核具有那么强的力,可以将质子和中子束缚在一起?6. 为什么会有粒子衰变的现象?这是否意味着物质会自我毁灭?7. 量子力学中的不确定性原理是什么意思?我们能否完全理解它?8. 为什么会有摩擦力?它是如何影响物体的运动状态的?9. 为什么会有热胀冷缩的现象?这是如何影响物体的尺寸和形状的?10. 磁场是如何产生的?它和电场有什么区别?11. 为什么会有电流的产生?它是如何影响电路中的电子的?12. 为什么会有万有引力?它是如何影响行星和卫星的运动轨道的?13. 高压下的物质会发生什么变化?它们会变成固态、液态还是其他形态?14. 超导现象是如何产生的?为什么有些物质能够在超低温下成为超导体?15. 激光是如何产生的?它们为什么具有如此高的方向性和亮度?16. 原子弹和氢弹的工作原理是什么?它们是如何引爆的?17. 为什么会有声音的产生和传播?它是如何影响我们的听觉系统的?18. 为什么会有放射性物质的存在?它们是如何衰变的?19. 为什么会有电荷的存在?它是如何影响电路中的电子的流动的?20. 量子纠缠是什么现象?它为什么如此神秘?以上只是物理界众多未解之谜的一部分,每一个问题都涉及到物理学的基础理论和实践。

这些谜团激发了科学家们不断探索和研究,推动着物理学的发展。

虽然我们无法完全解开所有的谜团,但随着科学技术的不断进步,我们离解开这些谜团的目标越来越近。

基础物理学中的一些未解之谜

基础物理学中的一些未解之谜

基础物理学中的一些未解之谜物理学是一门研究自然界中物质与能量互相作用规律的科学。

在物理学的长河中,无论是从物质微观层面的研究,还是从宏观物理现象的分析,都存在着一些尚未解决的难题。

本文将介绍一些基础物理学中的未解之谜。

一、时间箭头的不可逆性物理学中的时间箭头指的是时间的流逝方向,从过去到未来。

即使物理学可以预言许多物理事件的未来,我们却无法预测过去的事件。

然而,物理学中的大多数基本定律并未涉及时间箭头的不可逆性。

这导致了一个问题,即为什么我们看到时间是向前流逝的,而不是向后?科学家一直在努力找到一个物理规律,能够解释时间箭头的不可逆性,但至今未能有确凿的结论。

二、量子纠缠量子纠缠现象是指,当两个或更多的粒子之间发生相互作用时,它们的状态会融为一体。

换言之,一枚硬币翻面后,一枚与它纠缠的硬币也会翻面,即使它们分别位于地球的两端。

虽然科学家早已证实了这种奇怪现象的存在,并已利用它们制造了超导电路和量子计算机等先进技术,但科学家仍未完全理解纠缠现象的实质。

三、黑暗物质黑暗物质是指宇宙中大量的无法探测和观测的物质。

虽然科学家可以通过测量物质和能量的分布以及引力作用等现象,间接地推断它们的存在,但是黑暗物质的真正本质仍不为人类所知。

目前已发现的所有物质形态所产生的引力却远远不足以解释银河系和其他天体的旋转规律。

研究黑暗物质是目前宇宙学和天体物理学领域中的一个重要研究课题。

四、万有引力和量子力学的不兼容性万有引力是古老而又广泛接受的基本物理学理论。

然而,当我们把它应用到威力更小的能量和距离尺度上,即量子力学领域中,它遭遇了严重的问题。

万有引力和量子力学之间的不兼容性,表现在如何将量子力学理论应用到引力和宇宙学模型中。

科学家们认为,应该有一种更高层次和更普遍的理论,将万有引力和量子力学结合起来,同时能够解释最新的实验数据和天文观测结果。

结语虽然物理学的研究已经揭示了大量自然界的规律,但是还有很多未解之谜等待我们去探索和解决。

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物理学中的未解之谜
上一篇文章给出了7个物理学中的世界级难题;本篇将给出15个未解之谜;并在以后的文章中将探讨这些未解之谜的可能解决方案。

这些问题对物理学来说,具有及其重要的意义。

任何一个问题的真正解决,都将影响物理学,影响人类的认知。

当然,有些问题的解决一旦获得实验的验证,还有可能冲击诺贝尔物理学奖。

No. 1 暗物质问题
按照万有引力定律,高速旋转星系的中心须有大质量星体或大质量物质,由它们的万有引力提供强大的向心力,否则这样的高速旋转星系就会因为没有足够的向心力而离心远去。

观测表明其中心并无可见的星体,有科学家推测这可能是不可见的“暗物质”导致的。

暗物质问题仍然可以归结为引力问题。

广义相对论的引力理论能解决这一问题吗?如果广义相对论的引力理论是完善的,它就能够解决该问题;目前仍然没有肯定的结论。

借用百度百科中关于暗物质篇章中的介绍——“诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次指出:‘暗物质是笼罩二十世纪末和二十一世纪初现代物理学的最大乌云,它将预示着物理学的又一次革命。

’”No. 2 宇宙膨胀问题观测表明,河外星系发射到地球上的光线普遍出现了红移。

其红移量与距离成正比,根据哈勃定律计算得出星系正在远离地球;绝大部
分的星系都远离地球,可以认为这种远离现象是宇宙膨胀的表现。

后续的观测与计算表明宇宙不仅膨胀而且正在加速膨胀。

由此逆推得出,宇宙最初有可能是从由物质与能量密度无穷大的“奇点”发生大爆炸并膨胀而来。

如果宇宙继续膨胀下去,其物质与能量密度将变得及其稀薄而终结。

这就是由红移理论演绎出来的宇宙奇点、宇宙大爆炸、宇宙膨胀的宇宙观。

宇宙膨胀的原因是什么?其驱动力来至何处?宇宙膨胀理论还面临哲学困难。

大爆炸之前,物质与能量是否存在,以什么形式存在,为何以这么高的密度存在?是什么原因导致了大爆炸?如果一直膨胀下去,宇宙将怎样终结?物质与能量转换到哪里去了?物质与能量的守恒规律是否会
被破坏?与宇宙相关的问题还有:宇宙是有限的还是无限的?宇宙有无开端,会不会终结?平行宇宙存在吗?No. 3 暗能量问题宇宙膨胀的原因或动力来源是什么呢?这一问
题是宇宙膨胀理论最大的困惑。

有学者认为,如果空间中存在一种暗能量,它具有负压强,则它就有可能推动宇宙膨胀。

可见暗能量是为了解释宇宙膨胀原因而提出的假说。

虽然是假说,但根据一些理论计算表明,暗能量占据宇宙68.3%的质能;暂时还不能因其是假说而否定暗能量的存在。

暗能量具有什么性质,如何作用于宇宙膨胀?这些问题的渊源与宇宙膨胀问题有关,再早可以追溯至广义相对论;不过暗能量名词的提出却比较晚。

暗物质问题与暗能量问题已经成为二
十一世纪最热门的科研课题,也是最为神秘的两个问题。

No.
4 物质结构问题
虽然物质结构的标准模型已经成熟,大多得到了实验的验证;但物质结构的问题还不少。

为什么物质比反物质多?夸克为什么会禁闭?自旋量子数的物理意义是什么?微观粒
子为什么会自旋?中微子的性质与结构及其原因是什么?
为什么电子、质子、中子三者的磁矩并不按照电荷的对称性而对称,是否与对称性破缺有关?电流、电子的结构,摩擦生电的机制如何?基本粒子的性质与孤立子的性质为何这
么相似,这说明了什么?宇宙中、自然界中广泛存在螺旋结果的原因什么?所有粒子是否只由一种单一粒子构成,这一猜想可能是物质结构的终极问题。

No. 5 对称性破缺问题虽然宇称不守恒已经被实验证明,其理论也被物理学界认可;但对称性破缺的问题仍然未能完全尘埃落定。

为什么物质比反物质多?宇宙膨胀理论给出了解释,但还有很多非对称现象未能解决,例如电子、质子、中子三者的磁矩并不按照电荷的对称性而对称。

各种对称性破缺的问题是否都是一个原因导致的呢?能否找到一
个对称性破缺的原因,对所有对称性破缺都有效呢?这是对称性破缺的核心问题;该问题仍然未得到完全解决。

No. 6 磁单极子问题二十世纪三十年代,英国物理学家保罗·狄拉克(Paul Dirac)根据数学运算从理论上预言了磁单极粒子的
存在。

当然,也有反对的声音,认为磁单极子不存在。

如今,探寻磁单极子的科研工作非常热门,但目前仍然没有得到公认的肯定结果。

磁单极子在理论上是否存在,能否探寻到磁单极子,这是磁单极子问题的核心。

No. 7 惯性质量的来源问题惯性质量的来源已经由希格斯机制给出,并获得了肯定;而且希格斯粒子也于2013年3月被发现。

奇怪的是某些孤立子也具有惯性质量,这又是为何呢?这两种不同的惯性质量是否起源于相同的机制呢?能否得到更为简洁的
惯性质量来源的机制呢?惯性质量的来源问题并没有终结,它仍然是一个未解之谜。

惯性力真实存在吗,其施力物体是谁?No. 8 混沌现象及其理论的问题经典力学研究的
的是确定的力学系统,可以在一定精度上预测运动系统的未来。

与之不同的是混沌系统,这类系统既具有某种规律性,但又具有某种不确定性,几乎很难预测其运动的未来。

其实,混沌系统才是宇宙中的主角,其存在范围非常广泛,除了在物理世界中常见,在生物繁衍中、经济活动中都有所体现。

对混沌的研究已经取得显著的成果,不过仍然还有一些问题等待着人们的研究。

例如流体中产生湍流的机制是什么,这一问题已经成为世界级难题。

混沌系统与经典力学系统的本质区别如何?混沌系统往往是非线性系统,其偏微分方程很难求解,如何进一步研究混沌系统?No. 9 量子世界中的反常问题
从黑体辐射中,发现其辐射的能量在某条件下是以不连续的量子化能量辐射出来的,由此打开了量子理论的大门。

量子的性质与宏观世界的性质出现了较大的差异:宏观世界中能量变化是连续的,量子世界中能量分布、能量辐射是非连续的;早期认为宏观物体没有波动性,量子不仅有粒子性也有波动性;宏观物体的物理量是能在一定误差范围内较为准确测量的,量子的某些性质却测不准,满足测不准原理;狭义相对论否定了超光速运动的存在,量子纠缠态之间“似乎”存在无穷大速度;宏观物体只能存在某个范围之内而不可能存在于该范围之外,量子存在于某指定范围之外的概率并不为零;宏观物体的状态只能是处于多个状态中的一个,量子却可以处于多个状态的叠加态之中;描述波动性的薛定谔方程的物理意义是什么?……目前,把这些反常性质视为量子的性质存在与量子理论中。

也许量子的确拥有这些性质,但是如何理解呢?或者这些性质并非量子的独特性质,而宏观物质也具有类似的性质?有些问题仍然是悬而未决的。

No. 10物理学中的佯谬或悖论问题典型的佯谬或悖论有:EPR悖论、祖母悖论、薛猫悖论、奥伯斯佯谬、茶叶佯谬、双生子悖论(时钟佯谬)等等。

需要解决这些问题吗?能否得到解决,如何解决;这些佯谬或悖论的解决能否推动物理学的发展?关于佯谬或悖论的问题还牵涉到更深层、更核心的问题,那就是理论的自洽性问题,不同理论之间的兼容性或相
融性问题。

现代物理学还没有完全解决理论的自洽性问题、理论之间的相融性问题。

No. 11相对论的问题相对论是现代物理学的重要组成部分,但其中的问题仍然不少:狭义相对论的自洽性问题(双生子悖论或时钟佯谬);狭义相对论与广义相对论的时空观冲突问题(狭义相对论强调时空的可变性,广义相对论强调坐标变化下的不变性,二者的时空观冲突);狭义相对论中运动速度趋近于光速时,运动质量趋近于无穷大的问题;狭义相对论的光速不变原理与超光速现象、低光速现象矛盾;光是否需要传播介质,以太是否存在,以太与暗物质有何关系?广义相对论与量子理论的相融性
问题;广义相对论引力的本质问题,广义相对论预言的引力波的本质问题(电磁波的自旋为1,引力波的自旋为2,二者的性质并不相同,可见引力波并不是电磁波);如何理解广义相对论中的光线弯曲、空间弯曲;广义相对论的场方程求解困难问题,有无替代理论的问题……有些问题已经得到了解释,但还有些问题仍然未能解决。

No. 12时空问题时间究竟是什么?时间存在吗?时间是无限的吗?时空究竟
具有绝对性还是具有相对性?时间虫洞存在吗?能否利用
时间虫洞回到过去、穿越到未来?时间是单向流动的吗?时间倒流吗?时间反演后的对称性在什么条件下成立,在什么条件下不成立?对于人们最熟悉的时间,存在的问题却不少。

宇宙的空间是平坦的还是弯曲的?空间是三维的还是四
维或者十维的?运动究竟是相对的还是绝对的?绝对时空与相对时空矛盾吗?如何理解或解决这一矛盾?No. 13人择问题宇宙为什么存在,生命为什么存在,物质与能量为什么不灭,物理学常数为什么是现在测量到的数值,这些问题都是关于客观存在的问题。

因为找不到这些问题的答案,常常用他本身就是这样,或者是上帝的安排与设计来回答,或者正是因为人类的存在它们才是现在的状态。

这种原因与结果之间的关系被称之为人择原理、人择问题。

对人择原理、人择问题的探讨也颇为激烈。

No. 14大统一理论与万物理论问题狭义的万物理论指一种描述相互作用的大统一理论;广义的万物理论指TheoryOf Everything,即包罗万象的万物理论。

相互作用的大统一理论能得到建立吗?爱因斯坦曾经致力于相互作用的大统一工作,但未有结果。

所有物理事物都服从一个规律吗?广义的万物理论存在吗?如果存在,它是什么呢?如果不存在,为什么?No. 15天文学中的问题宇宙中的星系为何以涡旋状分布?双星系统的向心力由何而来,是暗物质提供的吗,暗物质是如何提供的向心力?黑洞存在吗?黑洞的引力波是如何俘获光子的(如果引力波与光子等速,引力波就不可能俘获光子)?宇宙中各种结构为何具有自相似性?
当然,还有其他一些未解之谜,这里就不一一罗列了。

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