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(zhang)速(su)(su)度的(de)(de)難以察覺的(de)(de)能量(liang)(liang)形(xing)式。暗(an)能量(liang)(liang)假(jia)說(shuo)是當今對宇(yu)宙(zhou)加速(su)(su)膨(peng)脹(zhang)的(de)(de)觀測(ce)結(jie)果的(de)(de)解釋(shi)中最為流行的(de)(de)一種(zhong)。暗(an)能量(liang)(liang)傾向于(yu)增加宇(yu)宙(zhou)膨(peng)脹(zhang)速(su)(su)度。在最廣泛接(jie)受的(de)(de)暗(an)能量(liang)(liang)模(mo)型中，它是一個“宇(yu)宙(zhou)常(chang)數”：空(kong)間(jian)(jian)本身的(de)(de)固有(you)屬(shu)性，它具有(you)“負(fu)壓力”驅動空(kong)間(jian)(jian)。隨著空(kong)間(jian)(jian)的(de)(de)擴大，更多(duo)的(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)被(bei)創造出來(lai)，隨之而(er)來(lai)的(de)(de)是更多(duo)的(de)(de)暗(an)能量(liang)(liang)。近(jin)幾年完成(cheng)的(de)(de)關于(yu)超過20萬座星系(xi)的(de)(de)調(diao)查，似乎(hu)確定了暗(an)能量(liang)(liang)的(de)(de)存在。但(dan)是，物理(li)學者仍舊無(wu)法精(jing)確地描述(shu)與(yu)解釋(shi)暗(an)能量(liang)(liang)的(de)(de)物理(li)性質(zhi)。所(suo)以暗(an)能量(liang)(liang)到底什么(me)，成(cheng)為物理(li)世(shi)紀難題。

物理(li)學未解之謎有哪些(xie)？想必不少人同Maigoo小(xiao)編一(yi)(yi)樣，對這個問題十(shi)分耳熟。宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)終(zhong)(zhong)極命(ming)運是物理(li)宇(yu)宙(zhou)學中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)個主要的(de)(de)議(yi)題。幾乎可(ke)以(yi)肯(ken)定(ding)的(de)(de)是，地(di)球終(zhong)(zhong)將(jiang)會(hui)(hui)死(si)亡(wang)，然而不確(que)(que)定(ding)的(de)(de)是，宇(yu)宙(zhou)本身何時會(hui)(hui)死(si)亡(wang)，以(yi)及如何死(si)亡(wang)。我們唯一(yi)(yi)能(neng)確(que)(que)定(ding)的(de)(de)是，未來它將(jiang)會(hui)(hui)發生(sheng)。一(yi)(yi)些(xie)科(ke)學家(jia)認為(wei)宇(yu)宙(zhou)將(jiang)會(hui)(hui)在(zai)(zai)“熱寂”中(zhong)(zhong)毀滅，而“熱寂”將(jiang)會(hui)(hui)使不同物體(ti)間(jian)的(de)(de)熱量(liang)(liang)差異變為(wei)零。最終(zhong)(zhong)，整個宇(yu)宙(zhou)將(jiang)會(hui)(hui)在(zai)(zai)絕對零度(du)以(yi)上的(de)(de)溫度(du)(-459.67華氏(shi)度(du))中(zhong)(zhong)凍結。也有“大(da)擠壓”理(li)論，“大(da)變動”理(li)論或者(zhe)宇(yu)宙(zhou)“大(da)撕裂”，暗(an)能(neng)量(liang)(liang)會(hui)(hui)膨脹，變得更大(da)，把(ba)銀河撕成碎片(pian)？

在(zai)宇(yu)(yu)宙中，為(wei)什么(me)偵測實驗(yan)結果顯示，物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)比反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)多很多？人們假設宇(yu)(yu)宙會對(dui)(dui)稱地對(dui)(dui)待物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)和反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，因此，在(zai)大爆炸應該制(zhi)造(zao)出等(deng)量的(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)和反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。如(ru)果發生(sheng)這(zhe)種(zhong)情況，這(zhe)兩種(zhong)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)就會完全湮(yin)滅。但(dan)是，宇(yu)(yu)宙的(de)狀(zhuang)況并(bing)不(bu)是這(zhe)樣(yang)。在(zai)大爆炸發生(sheng)之后(hou)，一定有(you)某(mou)些物(wu)(wu)理定律(lv)不(bu)平等(deng)地作用于(yu)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)與反物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，才(cai)會導(dao)致有(you)多余的(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)沒有(you)被湮(yin)滅。那么(me)這(zhe)些物(wu)(wu)理定律(lv)為(wei)何？在(zai)最初宇(yu)(yu)宙是否有(you)某(mou)些作用力(li)(li)存在(zai)，但(dan)是后(hou)來隨(sui)著(zhu)宇(yu)(yu)宙演化，這(zhe)些作用力(li)(li)已消(xiao)失(shi)無蹤？對(dui)(dui)此，沒有(you)公認的(de)合理解(jie)釋(shi)。它也(ye)成為(wei)世界最難(nan)物(wu)(wu)理難(nan)題。

在(zai)電(dian)子(zi)、光(guang)子(zi)和(he)其他基本(ben)粒子(zi)的奇異(yi)領(ling)域，量(liang)(liang)子(zi)力學(xue)(xue)是定(ding)律。根據量(liang)(liang)子(zi)理論，粒子(zi)的行(xing)為(wei)(wei)常常像波，用于(yu)描述(shu)粒子(zi)行(xing)為(wei)(wei)的“波函(han)數”預測(ce)一(yi)(yi)個(ge)粒子(zi)可(ke)能的特性(xing)，諸(zhu)如它(ta)(ta)的位置和(he)速度，而非確(que)定(ding)的特性(xing)。當我(wo)們進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)(liang)時，波函(han)數發生坍縮，原本(ben)的量(liang)(liang)子(zi)態概率(lv)性(xing)地確(que)定(ding)為(wei)(wei)單一(yi)(yi)結果。這種坍縮機制解釋了(le)為(wei)(wei)什(shen)么測(ce)量(liang)(liang)會(hui)影響(xiang)結果，但為(wei)(wei)何(he)(he)和(he)如何(he)(he)發生仍然是個(ge)謎(mi)。這一(yi)(yi)謎(mi)團被(bei)稱為(wei)(wei)“測(ce)量(liang)(liang)問題”，它(ta)(ta)是量(liang)(liang)子(zi)力學(xue)(xue)中最(zui)根本(ben)的問題之(zhi)一(yi)(yi)，亦是十大物理學(xue)(xue)難題之(zhi)一(yi)(yi)。

這個問(wen)題(ti)也(ye)是(shi)(shi)物(wu)理學(xue)未解決的(de)難題(ti)之(zhi)(zhi)一。物(wu)理學(xue)在微(wei)觀的(de)層次(ci)幾乎完全(quan)是(shi)(shi)時(shi)間(jian)(jian)對稱(cheng)的(de)，但是(shi)(shi)在宏觀層次(ci)表明(ming)時(shi)間(jian)(jian)存在著明(ming)顯(xian)的(de)方向性。而我們通常(chang)所(suo)說的(de)時(shi)間(jian)(jian)之(zhi)(zhi)箭(jian)（即時(shi)間(jian)(jian)箭(jian)頭），就是(shi)(shi)用(yong)于(yu)描述這種(zhong)不對稱(cheng)的(de)現(xian)象。由于(yu)這些物(wu)理規律是(shi)(shi)非時(shi)間(jian)(jian)對稱(cheng)的(de)，因(yin)而可在物(wu)理學(xue)上據此(ci)明(ming)確地指(zhi)出時(shi)間(jian)(jian)的(de)方向。而時(shi)間(jian)(jian)在前進，是(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)宇宙的(de)一個屬(shu)性叫做(zuo)“熵”，粗略地定義為(wei)(wei)(wei)無序程度，它只會(hui)(hui)增(zeng)加，所(suo)以在它發生后，沒有(you)辦法逆轉(zhuan)熵的(de)上升(sheng)。熵增(zeng)加的(de)事實是(shi)(shi)一個邏輯問(wen)題(ti)：粒(li)子的(de)無序排(pai)列比有(you)序排(pai)列要多，因(yin)此(ci)隨(sui)著事物(wu)的(de)變化，它們往往會(hui)(hui)陷入混亂。但這里(li)潛在的(de)問(wen)題(ti)是(shi)(shi)，為(wei)(wei)(wei)什么宇宙從一開始就如(ru)此(ci)有(you)序？即為(wei)(wei)(wei)什么會(hui)(hui)有(you)時(shi)間(jian)(jian)之(zhi)(zhi)箭(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(le)大量的研究(jiu)，但(dan)黑洞內(nei)部的具體情況仍然是未知的，因為目前(qian)還沒有理論或技術能夠描述(shu)或觀(guan)測黑洞內(nei)部的情況。

以前(qian)，人們(men)普(pu)遍認(ren)為質(zhi)子(zi)(zi)(zi)是(shi)非常穩定，它永遠不會分(fen)裂(lie)(lie)成更小的(de)(de)(de)(de)顆粒。然而，在上世紀70年代，物(wu)理學家認(ren)識到(dao)，他(ta)們(men)提(ti)出的(de)(de)(de)(de)“大一(yi)統理論”暗示：質(zhi)子(zi)(zi)(zi)必須是(shi)不穩定的(de)(de)(de)(de)。只要有(you)足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)時間，在極其偶然的(de)(de)(de)(de)情況下，質(zhi)子(zi)(zi)(zi)是(shi)會分(fen)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)。盡管實(shi)驗人員多年來(lai)一(yi)直在地(di)下實(shi)驗室中尋找質(zhi)子(zi)(zi)(zi)分(fen)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)證據，但至(zhi)今仍未觀測到(dao)質(zhi)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)死亡率(lv)，這表明質(zhi)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)壽命極長，可能超(chao)過了10億億億年。因(yin)此(ci)，對于質(zhi)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)壽命有(you)多長，還需要進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)研究和實(shi)驗驗證。

“大統一(yi)理(li)(li)論”指出：構成我(wo)們(men)常(chang)見物質的(de)(de)粒子(zi)(zi)如(ru)質子(zi)(zi)、電(dian)子(zi)(zi)，與傳(chuan)遞作(zuo)用力的(de)(de)粒子(zi)(zi)——玻色子(zi)(zi)，會存(cun)在一(yi)種(zhong)(zhong)稱作(zuo)“超(chao)對(dui)(dui)(dui)稱”的(de)(de)關(guan)系。目前(qian)該對(dui)(dui)(dui)稱性(xing)尚(shang)未在自然(ran)界(jie)中被觀測到(dao)(dao)。物理(li)(li)學(xue)家認(ren)為(wei)(wei)這種(zhong)(zhong)對(dui)(dui)(dui)稱性(xing)是(shi)(shi)自發(fa)破缺的(de)(de)。如(ru)果(guo)理(li)(li)論是(shi)(shi)正確(que)的(de)(de)，宇(yu)宙就是(shi)(shi)超(chao)對(dui)(dui)(dui)稱的(de)(de)，那么(me)就必須解釋(shi)我(wo)們(men)現在為(wei)(wei)什么(me)觀測不到(dao)(dao)這種(zhong)(zhong)對(dui)(dui)(dui)稱性(xing)。而超(chao)對(dui)(dui)(dui)稱性(xing)又是(shi)(shi)如(ru)何破滅的(de)(de)呢？這也成為(wei)(wei)了(le)十(shi)大物理(li)(li)學(xue)未解之謎。

多(duo)(duo)元宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)是一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)理(li)論上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)無限個(ge)(ge)(ge)(ge)或(huo)有限個(ge)(ge)(ge)(ge)可(ke)(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)合，包括(kuo)了一(yi)(yi)切存(cun)在和(he)可(ke)(ke)能(neng)存(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)事物：所(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)空間、時間、物質、能(neng)量以及描述(shu)它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)定(ding)律和(he)物理(li)常(chang)數。通俗來(lai)講，多(duo)(duo)重(zhong)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)就是指宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)間存(cun)在許(xu)多(duo)(duo)個(ge)(ge)(ge)(ge)不同的(de)(de)(de)(de)(de)并行(xing)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)，這(zhe)(zhe)些宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)和(he)我(wo)們(men)所(suo)生活的(de)(de)(de)(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)一(yi)(yi)樣真實存(cun)在，但卻獨(du)立于彼(bi)此，每個(ge)(ge)(ge)(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)都有自己獨(du)特的(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)規律和(he)初始條件。值得maigoo小編一(yi)(yi)提的(de)(de)(de)(de)(de)是，多(duo)(duo)重(zhong)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)概念早(zao)在20世紀(ji)50年代就被物理(li)學家們(men)提出，并在隨(sui)后的(de)(de)(de)(de)(de)幾十年里不斷得到完善。盡管我(wo)們(men)目前還沒(mei)有確鑿證(zheng)據來(lai)證(zheng)實多(duo)(duo)重(zhong)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在，但這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)假設激發了科(ke)學家們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)極大(da)興趣，并已成為當今物理(li)學研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要領域(yu)之(zhi)一(yi)(yi)。

而提(ti)議的(de)理論(lun)，M理論(lun)希望(wang)能藉(jie)由單(dan)一(yi)(yi)(yi)個理論(lun)來(lai)解釋所有(you)(you)物(wu)質(zhi)(zhi)與能源(yuan)的(de)本(ben)(ben)質(zhi)(zhi)與交(jiao)互關系。但(dan)是(shi)(shi)對年來(lai)，M理論(lun)最(zui)(zui)(zui)大的(de)弱點是(shi)(shi)它有(you)(you)5個不同的(de)版本(ben)(ben)。到底哪一(yi)(yi)(yi)個描述(shu)了(le)宇宙(zhou)？在M理論(lun)前，所有(you)(you)的(de)亞原(yuan)子(zi)(zi)都(dou)被說成是(shi)(shi)由微(wei)小的(de)超弦(xian)組(zu)(zu)成的(de)。M理論(lun)組(zu)(zu)成亞原(yuan)子(zi)(zi)的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)增加了(le)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)叫做(zuo)“膜”的(de)更為神秘(mi)的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)，它就像生理學上的(de)膜一(yi)(yi)(yi)樣，但(dan)最(zui)(zui)(zui)多有(you)(you)9個維數度。現(xian)在的(de)問題是(shi)(shi)，什么是(shi)(shi)更基本(ben)(ben)的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)組(zu)(zu)成單(dan)位(wei)，是(shi)(shi)膜組(zu)(zu)成了(le)弦(xian)還是(shi)(shi)剛好(hao)相反？或者(zhe)另外存在著一(yi)(yi)(yi)些更基本(ben)(ben)的(de)物(wu)質(zhi)(zhi)單(dan)位(wei)，只是(shi)(shi)人們沒有(you)(you)想到罷了(le)？最(zui)(zui)(zui)后，這兩(liang)種(zhong)(zhong)東西中是(shi)(shi)否有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)確實存在？這些問題都(dou)依舊(jiu)值得深入(ru)和探討。