在物理宇宙學中，暗能量是一種充溢空間的、增加宇宙膨(peng)脹速(su)度的(de)(de)(de)(de)難以察覺的(de)(de)(de)(de)能(neng)量形式。暗(an)能(neng)量假說是(shi)當今對宇(yu)(yu)宙(zhou)加速(su)膨(peng)脹的(de)(de)(de)(de)觀測結(jie)果(guo)的(de)(de)(de)(de)解釋(shi)中最為流行的(de)(de)(de)(de)一種。暗(an)能(neng)量傾(qing)向于(yu)增加宇(yu)(yu)宙(zhou)膨(peng)脹速(su)度。在(zai)(zai)最廣泛接受的(de)(de)(de)(de)暗(an)能(neng)量模型中，它(ta)是(shi)一個“宇(yu)(yu)宙(zhou)常數”：空(kong)(kong)(kong)間本身的(de)(de)(de)(de)固有屬性，它(ta)具有“負壓(ya)力”驅動空(kong)(kong)(kong)間。隨(sui)著空(kong)(kong)(kong)間的(de)(de)(de)(de)擴大，更(geng)多的(de)(de)(de)(de)空(kong)(kong)(kong)間被創造出來，隨(sui)之而來的(de)(de)(de)(de)是(shi)更(geng)多的(de)(de)(de)(de)暗(an)能(neng)量。近(jin)幾年完成的(de)(de)(de)(de)關于(yu)超(chao)過20萬座星系的(de)(de)(de)(de)調查(cha)，似乎確定了暗(an)能(neng)量的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)。但是(shi)，物理學者仍(reng)舊(jiu)無法精(jing)確地描述與解釋(shi)暗(an)能(neng)量的(de)(de)(de)(de)物理性質。所以暗(an)能(neng)量到底什么，成為物理世(shi)紀難題。

物(wu)理學(xue)未(wei)解之謎有哪些(xie)？想必不少(shao)人同Maigoo小編一樣，對這個問題十分耳(er)熟。宇(yu)(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)終(zhong)極命運是(shi)(shi)物(wu)理宇(yu)(yu)宙(zhou)學(xue)中(zhong)(zhong)一個主要(yao)的(de)(de)(de)議(yi)題。幾乎可以(yi)肯(ken)定的(de)(de)(de)是(shi)(shi)，地球終(zhong)將會(hui)(hui)死(si)亡(wang)，然而不確(que)定的(de)(de)(de)是(shi)(shi)，宇(yu)(yu)宙(zhou)本身何(he)時會(hui)(hui)死(si)亡(wang)，以(yi)及如(ru)何(he)死(si)亡(wang)。我們(men)唯一能(neng)確(que)定的(de)(de)(de)是(shi)(shi)，未(wei)來(lai)它(ta)將會(hui)(hui)發生。一些(xie)科學(xue)家認(ren)為宇(yu)(yu)宙(zhou)將會(hui)(hui)在“熱(re)寂(ji)”中(zhong)(zhong)毀滅(mie)，而“熱(re)寂(ji)”將會(hui)(hui)使不同物(wu)體間的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)差(cha)異變(bian)(bian)為零。最終(zhong)，整個宇(yu)(yu)宙(zhou)將會(hui)(hui)在絕(jue)對零度以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)溫(wen)度(-459.67華氏(shi)度)中(zhong)(zhong)凍結。也有“大擠壓”理論(lun)，“大變(bian)(bian)動(dong)”理論(lun)或者宇(yu)(yu)宙(zhou)“大撕(si)裂”，暗能(neng)量(liang)會(hui)(hui)膨脹，變(bian)(bian)得(de)更大，把銀河(he)撕(si)成碎片？

在宇宙中，為什么(me)偵測實(shi)驗結果顯示，物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)比反(fan)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)多(duo)很多(duo)？人們假(jia)設宇宙會(hui)對(dui)稱地(di)對(dui)待(dai)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)和反(fan)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)，因此(ci)，在大爆(bao)炸應該制(zhi)造出等量的物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)和反(fan)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。如果發生(sheng)這(zhe)種情(qing)況(kuang)，這(zhe)兩種物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)就會(hui)完全湮滅。但是(shi)，宇宙的狀況(kuang)并不是(shi)這(zhe)樣。在大爆(bao)炸發生(sheng)之(zhi)后(hou)(hou)，一定有(you)(you)某些(xie)物(wu)理定律(lv)(lv)不平等地(di)作(zuo)用(yong)于(yu)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)與反(fan)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)，才會(hui)導致有(you)(you)多(duo)余(yu)的物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)沒(mei)有(you)(you)被湮滅。那么(me)這(zhe)些(xie)物(wu)理定律(lv)(lv)為何？在最初宇宙是(shi)否有(you)(you)某些(xie)作(zuo)用(yong)力存在，但是(shi)后(hou)(hou)來隨著宇宙演化，這(zhe)些(xie)作(zuo)用(yong)力已消(xiao)失無蹤？對(dui)此(ci)，沒(mei)有(you)(you)公認的合(he)理解釋。它(ta)也成為世(shi)界最難(nan)物(wu)理難(nan)題。

在電子(zi)(zi)、光子(zi)(zi)和(he)其他基本(ben)粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)奇異領(ling)域，量子(zi)(zi)力學(xue)是定(ding)(ding)律(lv)。根據(ju)量子(zi)(zi)理論，粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)行為(wei)常(chang)(chang)常(chang)(chang)像波，用于描述粒(li)子(zi)(zi)行為(wei)的(de)(de)(de)“波函(han)(han)數(shu)”預(yu)測一(yi)個粒(li)子(zi)(zi)可能(neng)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)，諸(zhu)如它(ta)的(de)(de)(de)位置和(he)速度(du)，而(er)非確(que)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)。當我們進行測量時，波函(han)(han)數(shu)發生坍縮，原本(ben)的(de)(de)(de)量子(zi)(zi)態概(gai)率性(xing)地確(que)定(ding)(ding)為(wei)單一(yi)結(jie)果(guo)。這(zhe)種坍縮機制(zhi)解釋了為(wei)什么測量會影響結(jie)果(guo)，但為(wei)何和(he)如何發生仍(reng)然是個謎(mi)(mi)。這(zhe)一(yi)謎(mi)(mi)團被稱(cheng)為(wei)“測量問題(ti)”，它(ta)是量子(zi)(zi)力學(xue)中最根本(ben)的(de)(de)(de)問題(ti)之一(yi)，亦是十大物(wu)理學(xue)難題(ti)之一(yi)。

這(zhe)(zhe)個問(wen)題(ti)(ti)也是(shi)物(wu)理學(xue)未解(jie)決的(de)(de)(de)(de)(de)難題(ti)(ti)之(zhi)(zhi)一。物(wu)理學(xue)在(zai)(zai)(zai)微觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)層(ceng)次幾乎完全是(shi)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)對稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)，但(dan)是(shi)在(zai)(zai)(zai)宏觀(guan)層(ceng)次表明時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)存在(zai)(zai)(zai)著明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)方向性。而我(wo)們(men)通常所說的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)之(zhi)(zhi)箭(jian)(jian)（即時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)箭(jian)(jian)頭），就是(shi)用于描述這(zhe)(zhe)種不對稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。由于這(zhe)(zhe)些物(wu)理規律是(shi)非時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)對稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)，因而可(ke)在(zai)(zai)(zai)物(wu)理學(xue)上據此(ci)明確地指出時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)方向。而時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)在(zai)(zai)(zai)前進，是(shi)因為(wei)宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)一個屬性叫做“熵”，粗略地定義為(wei)無(wu)序(xu)程(cheng)度，它(ta)只會(hui)增加(jia)，所以在(zai)(zai)(zai)它(ta)發生后(hou)，沒有(you)辦法逆(ni)轉(zhuan)熵的(de)(de)(de)(de)(de)上升。熵增加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)事實是(shi)一個邏輯問(wen)題(ti)(ti)：粒子的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)序(xu)排列比有(you)序(xu)排列要多，因此(ci)隨著事物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)變化，它(ta)們(men)往往會(hui)陷入混亂(luan)。但(dan)這(zhe)(zhe)里潛(qian)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)(ti)是(shi)，為(wei)什(shen)么(me)宇宙從一開始就如此(ci)有(you)序(xu)？即為(wei)什(shen)么(me)會(hui)有(you)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)之(zhi)(zhi)箭(jian)(jian)？

如果一個物體被吸入黑洞會發生什么？根據目前的理論，如果你把一個探測器扔進一個黑洞，你是無法取回任何信息的。這是因為黑洞的引力是如此之強，以至于它的逃逸速度比光速還快——而光是最快的東西。根據量子力學，信息是不會從宇宙中消失的。但是根據霍金的計算，黑洞輻射中并不包括任何黑洞內部的信息。一旦黑洞蒸發殆盡，黑洞內部的信息便會隨著黑洞的消失而消失，這與量子力學相矛盾。盡管科學家們進行了大量的研究，但黑洞內部的具體情況仍然是未知的，因為目前還沒有理(li)論或技術能夠描述或觀測黑洞內部的情況。

以前(qian)，人們普遍認(ren)(ren)為質(zhi)子(zi)(zi)是(shi)(shi)非(fei)常穩定，它永遠不(bu)會分裂成(cheng)更小的(de)(de)顆(ke)粒。然而，在(zai)上世紀70年(nian)代，物理學家認(ren)(ren)識(shi)到，他們提出的(de)(de)“大(da)一(yi)統(tong)理論”暗(an)示：質(zhi)子(zi)(zi)必須(xu)是(shi)(shi)不(bu)穩定的(de)(de)。只要有足(zu)夠的(de)(de)時(shi)間，在(zai)極其偶然的(de)(de)情況下，質(zhi)子(zi)(zi)是(shi)(shi)會分裂的(de)(de)。盡管實(shi)驗人員(yuan)多(duo)年(nian)來一(yi)直在(zai)地下實(shi)驗室中尋找質(zhi)子(zi)(zi)分裂的(de)(de)證(zheng)據(ju)，但至(zhi)今仍(reng)未觀測到質(zhi)子(zi)(zi)的(de)(de)死亡(wang)率，這表(biao)明質(zhi)子(zi)(zi)的(de)(de)壽命極長，可能超過了10億億億年(nian)。因此，對于質(zhi)子(zi)(zi)的(de)(de)壽命有多(duo)長，還需(xu)要進一(yi)步(bu)的(de)(de)研究和實(shi)驗驗證(zheng)。

“大統一(yi)理(li)論(lun)”指出：構成我們常見物(wu)質(zhi)的粒子(zi)(zi)如(ru)質(zhi)子(zi)(zi)、電子(zi)(zi)，與傳遞作用力的粒子(zi)(zi)——玻(bo)色子(zi)(zi)，會存在(zai)(zai)一(yi)種稱(cheng)(cheng)作“超對(dui)稱(cheng)(cheng)”的關系。目前該對(dui)稱(cheng)(cheng)性尚未在(zai)(zai)自然界中被觀(guan)測到(dao)。物(wu)理(li)學家認(ren)為(wei)這種對(dui)稱(cheng)(cheng)性是(shi)自發破缺的。如(ru)果理(li)論(lun)是(shi)正確的，宇宙就是(shi)超對(dui)稱(cheng)(cheng)的，那么(me)就必須解(jie)釋我們現在(zai)(zai)為(wei)什么(me)觀(guan)測不到(dao)這種對(dui)稱(cheng)(cheng)性。而超對(dui)稱(cheng)(cheng)性又是(shi)如(ru)何破滅(mie)的呢？這也成為(wei)了(le)十大物(wu)理(li)學未解(jie)之謎。

多(duo)元宇(yu)(yu)宙(zhou)是一個(ge)(ge)(ge)理(li)論上的(de)(de)無限個(ge)(ge)(ge)或有(you)限個(ge)(ge)(ge)可(ke)能的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)的(de)(de)集合，包括了(le)一切存(cun)在(zai)(zai)和(he)可(ke)能存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)事(shi)物(wu)：所(suo)有(you)的(de)(de)空(kong)間、時間、物(wu)質、能量以(yi)及描述它們(men)的(de)(de)物(wu)理(li)定律和(he)物(wu)理(li)常數。通俗來講，多(duo)重宇(yu)(yu)宙(zhou)就是指宇(yu)(yu)宙(zhou)間存(cun)在(zai)(zai)許多(duo)個(ge)(ge)(ge)不同的(de)(de)并行(xing)宇(yu)(yu)宙(zhou)，這些宇(yu)(yu)宙(zhou)和(he)我們(men)所(suo)生活的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)一樣真實存(cun)在(zai)(zai)，但卻獨(du)(du)立于彼此，每個(ge)(ge)(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)都有(you)自己獨(du)(du)特的(de)(de)物(wu)理(li)規律和(he)初始條件(jian)。值得maigoo小(xiao)編一提(ti)的(de)(de)是，多(duo)重宇(yu)(yu)宙(zhou)的(de)(de)概(gai)念早在(zai)(zai)20世紀(ji)50年代就被物(wu)理(li)學(xue)家(jia)們(men)提(ti)出，并在(zai)(zai)隨后(hou)的(de)(de)幾十年里不斷(duan)得到完善。盡管我們(men)目(mu)前還沒有(you)確鑿證據來證實多(duo)重宇(yu)(yu)宙(zhou)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)，但這一假設激發了(le)科(ke)學(xue)家(jia)們(men)的(de)(de)極(ji)大興趣(qu)，并已成為當今物(wu)理(li)學(xue)研究的(de)(de)重要領域之一。

而(er)提議的(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)，M理(li)(li)論(lun)希望能藉由單一(yi)個(ge)理(li)(li)論(lun)來解釋(shi)所有(you)(you)(you)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)與能源的(de)(de)(de)本質(zhi)與交互關系。但是(shi)對年來，M理(li)(li)論(lun)最(zui)(zui)大的(de)(de)(de)弱點是(shi)它有(you)(you)(you)5個(ge)不同(tong)的(de)(de)(de)版本。到底(di)哪一(yi)個(ge)描述了宇宙(zhou)？在M理(li)(li)論(lun)前，所有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)亞(ya)(ya)原子都被說(shuo)成(cheng)是(shi)由微(wei)小(xiao)的(de)(de)(de)超(chao)弦(xian)組(zu)(zu)成(cheng)的(de)(de)(de)。M理(li)(li)論(lun)組(zu)(zu)成(cheng)亞(ya)(ya)原子的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)增加了一(yi)種叫做“膜(mo)”的(de)(de)(de)更(geng)為神秘(mi)的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)，它就像生理(li)(li)學(xue)上的(de)(de)(de)膜(mo)一(yi)樣，但最(zui)(zui)多有(you)(you)(you)9個(ge)維數度。現在的(de)(de)(de)問題(ti)(ti)是(shi)，什(shen)么(me)是(shi)更(geng)基本的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)組(zu)(zu)成(cheng)單位(wei)，是(shi)膜(mo)組(zu)(zu)成(cheng)了弦(xian)還是(shi)剛(gang)好相反(fan)？或者另外存在著一(yi)些更(geng)基本的(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)單位(wei)，只是(shi)人們(men)沒有(you)(you)(you)想(xiang)到罷(ba)了？最(zui)(zui)后，這兩種東(dong)西中是(shi)否有(you)(you)(you)一(yi)種確實存在？這些問題(ti)(ti)都依(yi)舊值得深入(ru)和探(tan)討。