在物理宇宙學中，暗能量是一種充溢空間的、增加宇宙膨(peng)脹速度的(de)(de)難(nan)以察覺的(de)(de)能量(liang)(liang)形(xing)式。暗(an)(an)能量(liang)(liang)假說是(shi)當今對宇(yu)宙(zhou)加速膨(peng)脹的(de)(de)觀測結果的(de)(de)解釋中(zhong)最為流行的(de)(de)一(yi)種(zhong)。暗(an)(an)能量(liang)(liang)傾向于增加宇(yu)宙(zhou)膨(peng)脹速度。在最廣泛接(jie)受(shou)的(de)(de)暗(an)(an)能量(liang)(liang)模型中(zhong)，它是(shi)一(yi)個(ge)“宇(yu)宙(zhou)常(chang)數”：空(kong)間(jian)(jian)本身(shen)的(de)(de)固有屬性，它具有“負壓(ya)力”驅(qu)動(dong)空(kong)間(jian)(jian)。隨著空(kong)間(jian)(jian)的(de)(de)擴大，更(geng)多的(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)被創造出來，隨之而來的(de)(de)是(shi)更(geng)多的(de)(de)暗(an)(an)能量(liang)(liang)。近幾年完成(cheng)的(de)(de)關(guan)于超過20萬座星系的(de)(de)調查，似乎確(que)定了暗(an)(an)能量(liang)(liang)的(de)(de)存在。但是(shi)，物(wu)理(li)學者(zhe)仍舊無法精確(que)地描(miao)述(shu)與解釋暗(an)(an)能量(liang)(liang)的(de)(de)物(wu)理(li)性質。所(suo)以暗(an)(an)能量(liang)(liang)到(dao)底什么，成(cheng)為物(wu)理(li)世紀難(nan)題。

物(wu)理學未解(jie)之謎有哪些？想必不(bu)少人(ren)同(tong)Maigoo小編一(yi)樣，對這(zhe)個(ge)(ge)問題(ti)十分耳熟。宇(yu)(yu)宙(zhou)的(de)(de)終(zhong)(zhong)極(ji)命運(yun)是(shi)物(wu)理宇(yu)(yu)宙(zhou)學中(zhong)一(yi)個(ge)(ge)主(zhu)要的(de)(de)議題(ti)。幾(ji)乎可(ke)以(yi)肯定的(de)(de)是(shi)，地球終(zhong)(zhong)將會(hui)(hui)(hui)死(si)亡(wang)，然而不(bu)確定的(de)(de)是(shi)，宇(yu)(yu)宙(zhou)本身何時會(hui)(hui)(hui)死(si)亡(wang)，以(yi)及(ji)如何死(si)亡(wang)。我(wo)們唯一(yi)能確定的(de)(de)是(shi)，未來(lai)它將會(hui)(hui)(hui)發生。一(yi)些科(ke)學家認(ren)為(wei)宇(yu)(yu)宙(zhou)將會(hui)(hui)(hui)在“熱寂”中(zhong)毀(hui)滅，而“熱寂”將會(hui)(hui)(hui)使不(bu)同(tong)物(wu)體(ti)間的(de)(de)熱量(liang)差異變為(wei)零(ling)。最終(zhong)(zhong)，整個(ge)(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)將會(hui)(hui)(hui)在絕(jue)對零(ling)度以(yi)上的(de)(de)溫(wen)度(-459.67華(hua)氏度)中(zhong)凍(dong)結。也有“大擠壓”理論，“大變動”理論或者宇(yu)(yu)宙(zhou)“大撕裂”，暗(an)能量(liang)會(hui)(hui)(hui)膨脹，變得更大，把銀河撕成碎(sui)片？

在(zai)(zai)宇宙中(zhong)，為什么(me)偵測實驗結果顯示，物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)比反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)多(duo)很多(duo)？人們假(jia)設宇宙會(hui)對稱地(di)對待(dai)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，因此，在(zai)(zai)大爆炸(zha)(zha)應(ying)該(gai)制造出(chu)等量的物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。如果發(fa)(fa)生(sheng)這種情(qing)況，這兩種物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)就會(hui)完全湮(yin)(yin)滅(mie)。但(dan)(dan)是，宇宙的狀況并不(bu)是這樣。在(zai)(zai)大爆炸(zha)(zha)發(fa)(fa)生(sheng)之后，一定(ding)(ding)有某些(xie)(xie)(xie)物(wu)(wu)理(li)定(ding)(ding)律(lv)不(bu)平等地(di)作(zuo)用(yong)(yong)于物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與(yu)反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，才會(hui)導(dao)致(zhi)有多(duo)余(yu)的物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)沒(mei)有被湮(yin)(yin)滅(mie)。那么(me)這些(xie)(xie)(xie)物(wu)(wu)理(li)定(ding)(ding)律(lv)為何(he)？在(zai)(zai)最初宇宙是否有某些(xie)(xie)(xie)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)存在(zai)(zai)，但(dan)(dan)是后來隨(sui)著宇宙演化，這些(xie)(xie)(xie)作(zuo)用(yong)(yong)力(li)(li)已消失(shi)無蹤(zong)？對此，沒(mei)有公認的合理(li)解釋(shi)。它(ta)也成為世(shi)界最難物(wu)(wu)理(li)難題。

在電子(zi)、光子(zi)和(he)其他基本粒子(zi)的(de)奇異(yi)領(ling)域，量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)力(li)學(xue)是定律。根據量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)理論，粒子(zi)的(de)行(xing)為(wei)(wei)常常像波，用于描述粒子(zi)行(xing)為(wei)(wei)的(de)“波函數(shu)”預測(ce)一(yi)個粒子(zi)可能(neng)的(de)特(te)性，諸如它(ta)的(de)位(wei)置和(he)速度，而非確定的(de)特(te)性。當我們進行(xing)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)時(shi)，波函數(shu)發生坍縮，原本的(de)量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)態概率性地確定為(wei)(wei)單一(yi)結果。這種坍縮機(ji)制解釋了為(wei)(wei)什(shen)么測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)會影響結果，但為(wei)(wei)何和(he)如何發生仍然是個謎(mi)(mi)。這一(yi)謎(mi)(mi)團被稱(cheng)為(wei)(wei)“測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)問題(ti)”，它(ta)是量(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)力(li)學(xue)中最根本的(de)問題(ti)之一(yi)，亦是十大(da)物(wu)理學(xue)難題(ti)之一(yi)。

這個(ge)(ge)問題也(ye)是(shi)(shi)物(wu)理學未解決的(de)(de)(de)(de)難題之一。物(wu)理學在微觀的(de)(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)次幾乎完全是(shi)(shi)時(shi)間(jian)對稱的(de)(de)(de)(de)，但(dan)是(shi)(shi)在宏觀層(ceng)(ceng)次表明(ming)時(shi)間(jian)存在著明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)性(xing)。而(er)我們通常所說(shuo)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)之箭（即(ji)時(shi)間(jian)箭頭），就(jiu)是(shi)(shi)用(yong)于(yu)描述這種不對稱的(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)。由于(yu)這些物(wu)理規律是(shi)(shi)非(fei)時(shi)間(jian)對稱的(de)(de)(de)(de)，因(yin)而(er)可在物(wu)理學上據此明(ming)確地(di)指出時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)方向(xiang)。而(er)時(shi)間(jian)在前(qian)進，是(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)宇宙的(de)(de)(de)(de)一個(ge)(ge)屬性(xing)叫做“熵”，粗略(lve)地(di)定義為(wei)(wei)無(wu)序(xu)程度，它只會增(zeng)加，所以在它發(fa)生(sheng)后，沒有(you)辦法逆轉熵的(de)(de)(de)(de)上升。熵增(zeng)加的(de)(de)(de)(de)事實是(shi)(shi)一個(ge)(ge)邏輯問題：粒(li)子的(de)(de)(de)(de)無(wu)序(xu)排列比有(you)序(xu)排列要多，因(yin)此隨著事物(wu)的(de)(de)(de)(de)變化，它們往往會陷入混亂(luan)。但(dan)這里潛在的(de)(de)(de)(de)問題是(shi)(shi)，為(wei)(wei)什么宇宙從(cong)一開始就(jiu)如此有(you)序(xu)？即(ji)為(wei)(wei)什么會有(you)時(shi)間(jian)之箭？

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(liang)的(de)(de)研(yan)究，但(dan)黑洞內部的(de)(de)具體(ti)情況仍然是未知的(de)(de)，因為目前還沒有理(li)論或(huo)技術能夠描(miao)述或(huo)觀測(ce)黑洞內部的(de)(de)情況。

以(yi)前，人們普遍認(ren)為質(zhi)子(zi)(zi)是非常穩定，它永遠不(bu)會(hui)分裂(lie)成更小(xiao)的(de)(de)顆粒。然而，在(zai)上世紀70年代，物理(li)學家認(ren)識到(dao)，他們提出(chu)的(de)(de)“大一統理(li)論”暗示：質(zhi)子(zi)(zi)必須是不(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)是會(hui)分裂(lie)的(de)(de)。盡管(guan)實(shi)驗人員多(duo)年來一直在(zai)地下實(shi)驗室中(zhong)尋找質(zhi)子(zi)(zi)分裂(lie)的(de)(de)證據，但至(zhi)今仍未觀測到(dao)質(zhi)子(zi)(zi)的(de)(de)死(si)亡率，這表明質(zhi)子(zi)(zi)的(de)(de)壽(shou)命極長，可能超過(guo)了10億億億年。因此，對于質(zhi)子(zi)(zi)的(de)(de)壽(shou)命有多(duo)長，還需要進一步的(de)(de)研究和實(shi)驗驗證。

“大統(tong)一(yi)理論”指(zhi)出(chu)：構成我們(men)常見(jian)物(wu)質的(de)粒子(zi)如(ru)質子(zi)、電子(zi)，與傳遞作(zuo)用力的(de)粒子(zi)——玻色子(zi)，會(hui)存(cun)在(zai)一(yi)種稱(cheng)作(zuo)“超(chao)對(dui)(dui)稱(cheng)”的(de)關系。目前(qian)該對(dui)(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)尚(shang)未(wei)在(zai)自然(ran)界中被觀測到。物(wu)理學家(jia)認為(wei)這(zhe)(zhe)種對(dui)(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)是(shi)自發破缺(que)的(de)。如(ru)果理論是(shi)正(zheng)確的(de)，宇宙就(jiu)是(shi)超(chao)對(dui)(dui)稱(cheng)的(de)，那(nei)么就(jiu)必(bi)須解(jie)釋我們(men)現在(zai)為(wei)什么觀測不到這(zhe)(zhe)種對(dui)(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)。而(er)超(chao)對(dui)(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)又(you)是(shi)如(ru)何破滅的(de)呢？這(zhe)(zhe)也成為(wei)了(le)十大物(wu)理學未(wei)解(jie)之謎。

多(duo)元宇(yu)宙(zhou)是一(yi)個(ge)理(li)論上(shang)的(de)無限(xian)(xian)個(ge)或(huo)有(you)(you)(you)限(xian)(xian)個(ge)可能的(de)宇(yu)宙(zhou)的(de)集(ji)合，包括了一(yi)切存(cun)在(zai)(zai)和可能存(cun)在(zai)(zai)的(de)事物(wu)(wu)：所有(you)(you)(you)的(de)空間(jian)(jian)、時間(jian)(jian)、物(wu)(wu)質、能量(liang)以(yi)及(ji)描(miao)述(shu)它們(men)(men)的(de)物(wu)(wu)理(li)定律和物(wu)(wu)理(li)常數。通(tong)俗(su)來講，多(duo)重宇(yu)宙(zhou)就(jiu)是指(zhi)宇(yu)宙(zhou)間(jian)(jian)存(cun)在(zai)(zai)許多(duo)個(ge)不(bu)(bu)同的(de)并行宇(yu)宙(zhou)，這(zhe)(zhe)些宇(yu)宙(zhou)和我們(men)(men)所生活的(de)宇(yu)宙(zhou)一(yi)樣真(zhen)實(shi)(shi)存(cun)在(zai)(zai)，但(dan)卻獨立于彼此，每個(ge)宇(yu)宙(zhou)都有(you)(you)(you)自(zi)己獨特的(de)物(wu)(wu)理(li)規律和初(chu)始條件。值得maigoo小編一(yi)提的(de)是，多(duo)重宇(yu)宙(zhou)的(de)概念早(zao)在(zai)(zai)20世紀50年(nian)代(dai)就(jiu)被(bei)物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)家們(men)(men)提出，并在(zai)(zai)隨后的(de)幾十年(nian)里不(bu)(bu)斷(duan)得到完善。盡(jin)管我們(men)(men)目前(qian)還沒(mei)有(you)(you)(you)確鑿證(zheng)據來證(zheng)實(shi)(shi)多(duo)重宇(yu)宙(zhou)的(de)存(cun)在(zai)(zai)，但(dan)這(zhe)(zhe)一(yi)假設激發了科學(xue)(xue)家們(men)(men)的(de)極大興(xing)趣，并已成(cheng)為(wei)當(dang)今物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)研究的(de)重要領域之(zhi)一(yi)。

而提(ti)議的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)(lun)，M理(li)(li)論(lun)(lun)希(xi)望能藉由單(dan)一(yi)個理(li)(li)論(lun)(lun)來解釋所(suo)有物(wu)質與能源的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質與交互(hu)關系(xi)。但(dan)是(shi)(shi)對年來，M理(li)(li)論(lun)(lun)最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)弱(ruo)點是(shi)(shi)它(ta)有5個不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)版本(ben)。到底哪一(yi)個描述了(le)宇宙？在M理(li)(li)論(lun)(lun)前，所(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)亞(ya)(ya)原(yuan)子都(dou)被(bei)說成(cheng)(cheng)(cheng)是(shi)(shi)由微(wei)小的(de)(de)(de)(de)(de)超弦組成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。M理(li)(li)論(lun)(lun)組成(cheng)(cheng)(cheng)亞(ya)(ya)原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質增加了(le)一(yi)種叫做“膜”的(de)(de)(de)(de)(de)更為神秘(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質，它(ta)就像生理(li)(li)學上的(de)(de)(de)(de)(de)膜一(yi)樣，但(dan)最(zui)多(duo)有9個維數度。現在的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)是(shi)(shi)，什(shen)么(me)是(shi)(shi)更基本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質組成(cheng)(cheng)(cheng)單(dan)位，是(shi)(shi)膜組成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)弦還是(shi)(shi)剛好相反？或者另(ling)外存在著一(yi)些更基本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質單(dan)位，只是(shi)(shi)人們沒有想到罷了(le)？最(zui)后，這兩種東(dong)西(xi)中是(shi)(shi)否有一(yi)種確實存在？這些問(wen)題(ti)都(dou)依舊值得深入(ru)和探討。