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)速度(du)的(de)(de)(de)難以察覺的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)形式。暗能(neng)(neng)量(liang)假說(shuo)是當今對宇(yu)宙(zhou)加速膨(peng)脹(zhang)的(de)(de)(de)觀測(ce)結果的(de)(de)(de)解釋中(zhong)最(zui)為流行的(de)(de)(de)一種。暗能(neng)(neng)量(liang)傾向于增加宇(yu)宙(zhou)膨(peng)脹(zhang)速度(du)。在(zai)最(zui)廣(guang)泛(fan)接受的(de)(de)(de)暗能(neng)(neng)量(liang)模型(xing)中(zhong)，它是一個“宇(yu)宙(zhou)常數(shu)”：空間(jian)本身的(de)(de)(de)固有(you)屬性(xing)，它具有(you)“負壓(ya)力”驅動空間(jian)。隨著空間(jian)的(de)(de)(de)擴大，更(geng)多的(de)(de)(de)空間(jian)被創造出來(lai)，隨之而(er)來(lai)的(de)(de)(de)是更(geng)多的(de)(de)(de)暗能(neng)(neng)量(liang)。近幾年完成的(de)(de)(de)關于超過20萬座(zuo)星系的(de)(de)(de)調(diao)查，似乎(hu)確定了暗能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)存在(zai)。但是，物理學者(zhe)仍舊無法精(jing)確地描述與解釋暗能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)物理性(xing)質。所(suo)以暗能(neng)(neng)量(liang)到底什么，成為物理世紀難題。

物(wu)理學(xue)(xue)未解之謎有(you)哪些？想必不(bu)少人同Maigoo小(xiao)編一(yi)樣，對(dui)(dui)這(zhe)個問(wen)題(ti)(ti)十(shi)分(fen)耳熟。宇(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)終極命運是(shi)物(wu)理宇(yu)宙(zhou)(zhou)學(xue)(xue)中一(yi)個主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)議題(ti)(ti)。幾乎可以(yi)肯定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，地球終將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)死亡，然而(er)不(bu)確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，宇(yu)宙(zhou)(zhou)本身何時會(hui)(hui)死亡，以(yi)及(ji)如何死亡。我們唯(wei)一(yi)能確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，未來它將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)發生。一(yi)些科學(xue)(xue)家(jia)認為(wei)宇(yu)宙(zhou)(zhou)將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)在“熱寂(ji)”中毀滅，而(er)“熱寂(ji)”將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)使不(bu)同物(wu)體間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱量(liang)差異變為(wei)零。最(zui)終，整個宇(yu)宙(zhou)(zhou)將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)在絕(jue)對(dui)(dui)零度(du)以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(-459.67華氏度(du))中凍結(jie)。也有(you)“大(da)擠(ji)壓”理論，“大(da)變動”理論或者宇(yu)宙(zhou)(zhou)“大(da)撕裂”，暗能量(liang)會(hui)(hui)膨脹，變得更(geng)大(da)，把銀河撕成碎片？

在(zai)(zai)宇宙(zhou)(zhou)中，為(wei)(wei)什(shen)么(me)偵(zhen)測實(shi)驗結果顯示，物(wu)質比(bi)反物(wu)質多很(hen)多？人們假設宇宙(zhou)(zhou)會對(dui)稱地對(dui)待物(wu)質和(he)反物(wu)質，因(yin)此，在(zai)(zai)大爆炸應該(gai)制(zhi)造出等(deng)量的物(wu)質和(he)反物(wu)質。如(ru)果發生這(zhe)種(zhong)情況(kuang)，這(zhe)兩種(zhong)物(wu)質就會完全湮(yin)滅(mie)。但是，宇宙(zhou)(zhou)的狀況(kuang)并不是這(zhe)樣。在(zai)(zai)大爆炸發生之(zhi)后，一定有(you)(you)某(mou)(mou)些(xie)物(wu)理(li)定律(lv)不平等(deng)地作(zuo)用(yong)于物(wu)質與(yu)反物(wu)質，才會導致(zhi)有(you)(you)多余的物(wu)質沒(mei)有(you)(you)被湮(yin)滅(mie)。那么(me)這(zhe)些(xie)物(wu)理(li)定律(lv)為(wei)(wei)何(he)？在(zai)(zai)最(zui)初宇宙(zhou)(zhou)是否有(you)(you)某(mou)(mou)些(xie)作(zuo)用(yong)力存在(zai)(zai)，但是后來隨(sui)著宇宙(zhou)(zhou)演化，這(zhe)些(xie)作(zuo)用(yong)力已消(xiao)失無(wu)蹤？對(dui)此，沒(mei)有(you)(you)公認的合(he)理(li)解釋(shi)。它(ta)也(ye)成為(wei)(wei)世界最(zui)難(nan)(nan)物(wu)理(li)難(nan)(nan)題。

在電子(zi)(zi)、光(guang)子(zi)(zi)和(he)(he)(he)其他(ta)基(ji)本粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)奇異領域，量(liang)子(zi)(zi)力(li)學是(shi)(shi)定律。根據(ju)量(liang)子(zi)(zi)理(li)論，粒(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)行(xing)為常常像波，用(yong)于描述(shu)粒(li)子(zi)(zi)行(xing)為的(de)(de)(de)“波函數”預測(ce)一個粒(li)子(zi)(zi)可(ke)能的(de)(de)(de)特(te)(te)性(xing)，諸如(ru)它的(de)(de)(de)位置(zhi)和(he)(he)(he)速度，而非確定的(de)(de)(de)特(te)(te)性(xing)。當我(wo)們進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)時(shi)，波函數發(fa)生(sheng)坍(tan)縮(suo)，原本的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)態(tai)概率性(xing)地確定為單一結(jie)果。這種坍(tan)縮(suo)機制(zhi)解(jie)釋了為什么(me)測(ce)量(liang)會影響結(jie)果，但為何和(he)(he)(he)如(ru)何發(fa)生(sheng)仍然是(shi)(shi)個謎。這一謎團被稱為“測(ce)量(liang)問(wen)題(ti)”，它是(shi)(shi)量(liang)子(zi)(zi)力(li)學中最(zui)根本的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)之一，亦是(shi)(shi)十大物理(li)學難題(ti)之一。

這(zhe)個(ge)問(wen)(wen)題(ti)(ti)也是(shi)物(wu)理(li)學(xue)未(wei)解決的(de)(de)難題(ti)(ti)之(zhi)(zhi)一(yi)(yi)。物(wu)理(li)學(xue)在(zai)微觀(guan)的(de)(de)層次幾乎完全是(shi)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)對稱的(de)(de)，但(dan)(dan)是(shi)在(zai)宏觀(guan)層次表明(ming)(ming)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)存在(zai)著明(ming)(ming)顯的(de)(de)方向性。而我們(men)通常所說的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)之(zhi)(zhi)箭（即時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)箭頭(tou)），就是(shi)用于(yu)描(miao)述這(zhe)種(zhong)不對稱的(de)(de)現象(xiang)。由于(yu)這(zhe)些物(wu)理(li)規律是(shi)非時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)對稱的(de)(de)，因(yin)而可在(zai)物(wu)理(li)學(xue)上據此明(ming)(ming)確(que)地指出時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)方向。而時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)在(zai)前進(jin)，是(shi)因(yin)為宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)一(yi)(yi)個(ge)屬性叫(jiao)做“熵”，粗略地定義為無(wu)序(xu)(xu)(xu)程度，它只(zhi)會增(zeng)加，所以在(zai)它發(fa)生后，沒(mei)有(you)辦法(fa)逆轉熵的(de)(de)上升。熵增(zeng)加的(de)(de)事實是(shi)一(yi)(yi)個(ge)邏(luo)輯問(wen)(wen)題(ti)(ti)：粒子的(de)(de)無(wu)序(xu)(xu)(xu)排列(lie)比有(you)序(xu)(xu)(xu)排列(lie)要(yao)多，因(yin)此隨著事物(wu)的(de)(de)變化，它們(men)往往會陷入(ru)混亂。但(dan)(dan)這(zhe)里潛在(zai)的(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)(ti)是(shi)，為什么宇(yu)宙(zhou)從一(yi)(yi)開始就如此有(you)序(xu)(xu)(xu)？即為什么會有(you)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)之(zhi)(zhi)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(jin)行(xing)了(le)大量的(de)研(yan)究，但黑洞內部的(de)具體情況仍然是未(wei)知的(de)，因為目前(qian)還沒有理論或(huo)技(ji)術能夠描(miao)述(shu)或(huo)觀測黑洞內部的(de)情況。

以前，人們(men)普遍(bian)認為質(zhi)(zhi)子是(shi)非(fei)常(chang)穩定(ding)，它永遠不會分(fen)(fen)(fen)裂(lie)成更小的(de)顆粒。然而，在(zai)上(shang)世(shi)紀(ji)70年代(dai)，物(wu)理學家認識到(dao)，他(ta)們(men)提出的(de)“大一(yi)統理論”暗(an)示：質(zhi)(zhi)子必須是(shi)不穩定(ding)的(de)。只要有(you)足夠的(de)時間，在(zai)極其偶然的(de)情(qing)況下(xia)，質(zhi)(zhi)子是(shi)會分(fen)(fen)(fen)裂(lie)的(de)。盡管實驗人員(yuan)多(duo)年來一(yi)直在(zai)地下(xia)實驗室(shi)中(zhong)尋找質(zhi)(zhi)子分(fen)(fen)(fen)裂(lie)的(de)證據，但至(zhi)今(jin)仍未(wei)觀測到(dao)質(zhi)(zhi)子的(de)死亡(wang)率，這表明質(zhi)(zhi)子的(de)壽命極長，可能超過了10億億億年。因(yin)此(ci)，對于質(zhi)(zhi)子的(de)壽命有(you)多(duo)長，還需要進(jin)一(yi)步(bu)的(de)研究和實驗驗證。

“大統一理(li)論(lun)(lun)”指出：構成我們常(chang)見物(wu)質的(de)粒子如(ru)質子、電子，與傳遞(di)作用(yong)力的(de)粒子——玻色(se)子，會存在一種稱(cheng)作“超(chao)對稱(cheng)”的(de)關系。目前該對稱(cheng)性(xing)尚未在自然界(jie)中被觀測(ce)到。物(wu)理(li)學家認為這(zhe)種對稱(cheng)性(xing)是(shi)自發(fa)破缺的(de)。如(ru)果理(li)論(lun)(lun)是(shi)正(zheng)確的(de)，宇宙就是(shi)超(chao)對稱(cheng)的(de)，那么(me)就必須解釋我們現在為什么(me)觀測(ce)不到這(zhe)種對稱(cheng)性(xing)。而超(chao)對稱(cheng)性(xing)又(you)是(shi)如(ru)何破滅的(de)呢？這(zhe)也成為了(le)十大物(wu)理(li)學未解之謎。

多(duo)元宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)是一(yi)(yi)個(ge)理(li)論上的(de)(de)無限個(ge)或有(you)(you)限個(ge)可能的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)集合，包(bao)括了(le)一(yi)(yi)切存(cun)在(zai)(zai)(zai)和(he)可能存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)事物：所(suo)有(you)(you)的(de)(de)空間、時間、物質、能量以及描(miao)述(shu)它們(men)的(de)(de)物理(li)定律和(he)物理(li)常數(shu)。通(tong)俗來(lai)講，多(duo)重(zhong)(zhong)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)就是指宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)間存(cun)在(zai)(zai)(zai)許多(duo)個(ge)不同的(de)(de)并(bing)行宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)，這些宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)和(he)我們(men)所(suo)生活的(de)(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)一(yi)(yi)樣真(zhen)實存(cun)在(zai)(zai)(zai)，但卻獨(du)立于彼此(ci)，每個(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)都有(you)(you)自己獨(du)特的(de)(de)物理(li)規(gui)律和(he)初(chu)始(shi)條件。值得maigoo小編一(yi)(yi)提(ti)的(de)(de)是，多(duo)重(zhong)(zhong)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)概(gai)念早在(zai)(zai)(zai)20世紀50年(nian)代就被物理(li)學(xue)(xue)家(jia)們(men)提(ti)出，并(bing)在(zai)(zai)(zai)隨后的(de)(de)幾十年(nian)里不斷(duan)得到完善。盡(jin)管我們(men)目前還沒有(you)(you)確鑿證(zheng)據來(lai)證(zheng)實多(duo)重(zhong)(zhong)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)，但這一(yi)(yi)假設激發了(le)科學(xue)(xue)家(jia)們(men)的(de)(de)極大(da)興趣，并(bing)已成為當今物理(li)學(xue)(xue)研(yan)究的(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)領域之一(yi)(yi)。

而(er)提(ti)議的(de)理(li)論(lun)，M理(li)論(lun)希望(wang)能藉由(you)單(dan)一(yi)個(ge)理(li)論(lun)來解(jie)釋所(suo)(suo)有(you)物質(zhi)與能源的(de)本(ben)質(zhi)與交互關系。但是(shi)對年來，M理(li)論(lun)最(zui)大的(de)弱點是(shi)它有(you)5個(ge)不(bu)同的(de)版(ban)本(ben)。到底哪一(yi)個(ge)描述了(le)宇(yu)宙(zhou)？在(zai)(zai)M理(li)論(lun)前，所(suo)(suo)有(you)的(de)亞原子都被說成是(shi)由(you)微(wei)小的(de)超弦(xian)組(zu)成的(de)。M理(li)論(lun)組(zu)成亞原子的(de)物質(zhi)增加了(le)一(yi)種(zhong)叫做(zuo)“膜(mo)”的(de)更(geng)為神秘的(de)物質(zhi)，它就像生理(li)學上的(de)膜(mo)一(yi)樣，但最(zui)多有(you)9個(ge)維數度。現在(zai)(zai)的(de)問題(ti)是(shi)，什么是(shi)更(geng)基(ji)(ji)本(ben)的(de)物質(zhi)組(zu)成單(dan)位，是(shi)膜(mo)組(zu)成了(le)弦(xian)還是(shi)剛好相(xiang)反(fan)？或者(zhe)另(ling)外存在(zai)(zai)著一(yi)些(xie)更(geng)基(ji)(ji)本(ben)的(de)物質(zhi)單(dan)位，只是(shi)人們(men)沒有(you)想到罷了(le)？最(zui)后，這兩種(zhong)東(dong)西中是(shi)否有(you)一(yi)種(zhong)確實存在(zai)(zai)？這些(xie)問題(ti)都依舊值(zhi)得深入(ru)和(he)探討。