在物理宇宙學中，暗能量是一種充溢空間的、增加宇宙膨脹(zhang)速(su)度的(de)(de)難以察覺的(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)形式。暗能量(liang)(liang)(liang)假說是(shi)(shi)當今(jin)對宇宙加(jia)速(su)膨脹(zhang)的(de)(de)觀測結果的(de)(de)解釋中最為流行的(de)(de)一(yi)種。暗能量(liang)(liang)(liang)傾向于增加(jia)宇宙膨脹(zhang)速(su)度。在(zai)最廣泛(fan)接受(shou)的(de)(de)暗能量(liang)(liang)(liang)模型(xing)中，它(ta)是(shi)(shi)一(yi)個“宇宙常數”：空(kong)(kong)間(jian)本身的(de)(de)固有屬性(xing)，它(ta)具有“負壓力”驅(qu)動空(kong)(kong)間(jian)。隨著空(kong)(kong)間(jian)的(de)(de)擴(kuo)大，更(geng)多的(de)(de)空(kong)(kong)間(jian)被(bei)創造(zao)出來，隨之而(er)來的(de)(de)是(shi)(shi)更(geng)多的(de)(de)暗能量(liang)(liang)(liang)。近(jin)幾年完成(cheng)的(de)(de)關于超過20萬座星(xing)系(xi)的(de)(de)調查，似(si)乎確定了暗能量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)存(cun)在(zai)。但是(shi)(shi)，物(wu)理學者仍舊無法精(jing)確地描述(shu)與解釋暗能量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)物(wu)理性(xing)質。所以暗能量(liang)(liang)(liang)到底什么，成(cheng)為物(wu)理世紀難題。

物(wu)理(li)(li)學未(wei)解之謎有(you)哪些(xie)？想必不(bu)少人同Maigoo小編(bian)一樣(yang)，對(dui)這個問題(ti)十分耳熟。宇(yu)(yu)宙(zhou)的(de)終(zhong)極命運是物(wu)理(li)(li)宇(yu)(yu)宙(zhou)學中(zhong)一個主(zhu)要的(de)議題(ti)。幾乎可(ke)以(yi)(yi)肯定(ding)的(de)是，地球終(zhong)將會(hui)(hui)死(si)亡(wang)，然(ran)而(er)不(bu)確(que)定(ding)的(de)是，宇(yu)(yu)宙(zhou)本身何時會(hui)(hui)死(si)亡(wang)，以(yi)(yi)及如何死(si)亡(wang)。我們唯(wei)一能確(que)定(ding)的(de)是，未(wei)來它將會(hui)(hui)發生。一些(xie)科學家認為宇(yu)(yu)宙(zhou)將會(hui)(hui)在“熱寂(ji)”中(zhong)毀滅，而(er)“熱寂(ji)”將會(hui)(hui)使(shi)不(bu)同物(wu)體間的(de)熱量差異變為零。最終(zhong)，整個宇(yu)(yu)宙(zhou)將會(hui)(hui)在絕對(dui)零度以(yi)(yi)上的(de)溫度(-459.67華氏度)中(zhong)凍結。也有(you)“大擠壓”理(li)(li)論，“大變動”理(li)(li)論或者宇(yu)(yu)宙(zhou)“大撕(si)裂”，暗能量會(hui)(hui)膨脹，變得更大，把銀河撕(si)成(cheng)碎(sui)片？

在(zai)(zai)宇宙(zhou)中，為什么偵測實驗結果(guo)顯示(shi)，物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)比(bi)反物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)多很多？人們假設宇宙(zhou)會對稱地對待物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和(he)反物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，因此，在(zai)(zai)大爆(bao)炸(zha)(zha)應該制造出等(deng)量的(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和(he)反物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。如果(guo)發生(sheng)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)，這(zhe)兩種(zhong)物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)就會完全(quan)湮滅(mie)。但是，宇宙(zhou)的(de)(de)狀況(kuang)并(bing)不(bu)是這(zhe)樣。在(zai)(zai)大爆(bao)炸(zha)(zha)發生(sheng)之(zhi)后(hou)(hou)，一定有某些物理定律不(bu)平等(deng)地作(zuo)用于(yu)物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與反物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，才會導致有多余的(de)(de)物質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)沒有被(bei)湮滅(mie)。那么這(zhe)些物理定律為何？在(zai)(zai)最初宇宙(zhou)是否有某些作(zuo)用力存(cun)在(zai)(zai)，但是后(hou)(hou)來(lai)隨(sui)著(zhu)宇宙(zhou)演化，這(zhe)些作(zuo)用力已(yi)消失無蹤？對此，沒有公(gong)認的(de)(de)合理解釋。它也成為世界(jie)最難物理難題。

在電(dian)子(zi)(zi)、光(guang)子(zi)(zi)和(he)其(qi)他(ta)基本(ben)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)奇異領域，量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學是定律。根據量(liang)(liang)子(zi)(zi)理論，粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)行(xing)為(wei)常常像波，用(yong)于描(miao)述粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)行(xing)為(wei)的(de)(de)“波函(han)數”預測(ce)一個(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)可能的(de)(de)特性(xing)(xing)，諸如它(ta)的(de)(de)位置和(he)速度(du)，而非(fei)確定的(de)(de)特性(xing)(xing)。當我們進行(xing)測(ce)量(liang)(liang)時，波函(han)數發(fa)生坍縮，原本(ben)的(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)態(tai)概率性(xing)(xing)地確定為(wei)單一結果(guo)。這種坍縮機制(zhi)解釋了為(wei)什(shen)么測(ce)量(liang)(liang)會影響結果(guo)，但為(wei)何和(he)如何發(fa)生仍然是個(ge)謎。這一謎團被稱為(wei)“測(ce)量(liang)(liang)問題”，它(ta)是量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學中(zhong)最根本(ben)的(de)(de)問題之(zhi)一，亦是十大(da)物理學難題之(zhi)一。

這個問題也是(shi)物(wu)(wu)理學未解決的(de)(de)(de)(de)難(nan)題之一。物(wu)(wu)理學在(zai)(zai)微觀(guan)的(de)(de)(de)(de)層(ceng)次(ci)幾乎完全是(shi)時(shi)間對稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)，但是(shi)在(zai)(zai)宏(hong)觀(guan)層(ceng)次(ci)表明(ming)(ming)時(shi)間存(cun)在(zai)(zai)著明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)(de)方向性。而我們(men)通常所(suo)說的(de)(de)(de)(de)時(shi)間之箭(jian)（即時(shi)間箭(jian)頭(tou)），就是(shi)用于(yu)描述這種(zhong)不(bu)對稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。由(you)于(yu)這些(xie)物(wu)(wu)理規(gui)律是(shi)非(fei)時(shi)間對稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)，因(yin)(yin)而可在(zai)(zai)物(wu)(wu)理學上據此明(ming)(ming)確(que)地(di)指(zhi)出時(shi)間的(de)(de)(de)(de)方向。而時(shi)間在(zai)(zai)前進(jin)，是(shi)因(yin)(yin)為宇宙的(de)(de)(de)(de)一個屬性叫做“熵”，粗略地(di)定義為無序(xu)程度，它只會(hui)(hui)增(zeng)加(jia)，所(suo)以在(zai)(zai)它發生(sheng)后，沒有(you)辦法(fa)逆轉熵的(de)(de)(de)(de)上升。熵增(zeng)加(jia)的(de)(de)(de)(de)事實(shi)是(shi)一個邏輯問題：粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)無序(xu)排列(lie)比有(you)序(xu)排列(lie)要多，因(yin)(yin)此隨(sui)著事物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化，它們(men)往往會(hui)(hui)陷入混(hun)亂。但這里潛在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)問題是(shi)，為什(shen)么宇宙從一開始就如此有(you)序(xu)？即為什(shen)么會(hui)(hui)有(you)時(shi)間之箭(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大量的(de)研究，但(dan)黑(hei)洞內(nei)部的(de)具(ju)體情(qing)況(kuang)仍然是(shi)未(wei)知的(de)，因為(wei)目(mu)前還沒有(you)理(li)論或技術(shu)能夠(gou)描(miao)述或觀(guan)測黑(hei)洞內(nei)部的(de)情(qing)況(kuang)。

以(yi)前，人們(men)普遍認為質子(zi)(zi)是非常(chang)穩(wen)定(ding)，它永遠不會分裂成(cheng)更小的(de)(de)(de)(de)顆粒。然(ran)而，在(zai)上世紀70年代，物理(li)學家認識(shi)到，他們(men)提出(chu)的(de)(de)(de)(de)“大一(yi)統理(li)論”暗(an)示：質子(zi)(zi)必(bi)須是不穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)。只要有足夠的(de)(de)(de)(de)時間，在(zai)極(ji)其偶然(ran)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，質子(zi)(zi)是會分裂的(de)(de)(de)(de)。盡管實驗人員多年來一(yi)直在(zai)地下實驗室中尋(xun)找質子(zi)(zi)分裂的(de)(de)(de)(de)證據，但(dan)至今仍未(wei)觀測到質子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)死(si)亡(wang)率(lv)，這表明質子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)壽命(ming)極(ji)長(chang)，可(ke)能超過了10億(yi)億(yi)億(yi)年。因(yin)此，對于質子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)壽命(ming)有多長(chang)，還需要進一(yi)步(bu)的(de)(de)(de)(de)研究和實驗驗證。

“大統一理(li)論(lun)”指(zhi)出(chu)：構成(cheng)我們(men)常見物質的(de)(de)粒子如質子、電子，與傳遞(di)作用力的(de)(de)粒子——玻色(se)子，會存在一種稱(cheng)作“超對(dui)稱(cheng)”的(de)(de)關系(xi)。目(mu)前該對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)尚(shang)未(wei)在自(zi)然界(jie)中被觀(guan)測到。物理(li)學家認為(wei)這(zhe)(zhe)種對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)是(shi)自(zi)發破(po)(po)缺的(de)(de)。如果理(li)論(lun)是(shi)正確(que)的(de)(de)，宇宙就(jiu)是(shi)超對(dui)稱(cheng)的(de)(de)，那么就(jiu)必須解釋我們(men)現(xian)在為(wei)什么觀(guan)測不到這(zhe)(zhe)種對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)。而超對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)又是(shi)如何破(po)(po)滅的(de)(de)呢(ni)？這(zhe)(zhe)也成(cheng)為(wei)了十大物理(li)學未(wei)解之謎。

多(duo)元宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)是一(yi)(yi)個(ge)理(li)論(lun)上的(de)(de)無限(xian)(xian)個(ge)或有(you)限(xian)(xian)個(ge)可能(neng)的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)集合，包括了(le)(le)一(yi)(yi)切存(cun)在(zai)(zai)(zai)和(he)可能(neng)存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)事(shi)物(wu)(wu)：所有(you)的(de)(de)空間(jian)(jian)(jian)、時間(jian)(jian)(jian)、物(wu)(wu)質、能(neng)量以及(ji)描述它們(men)(men)的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)定律和(he)物(wu)(wu)理(li)常(chang)數。通俗來講，多(duo)重宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)就(jiu)是指宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)間(jian)(jian)(jian)存(cun)在(zai)(zai)(zai)許多(duo)個(ge)不同(tong)的(de)(de)并行宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)，這(zhe)些宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)和(he)我們(men)(men)所生活的(de)(de)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)一(yi)(yi)樣真實存(cun)在(zai)(zai)(zai)，但卻(que)獨立于彼(bi)此，每個(ge)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)都有(you)自(zi)己(ji)獨特的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)規(gui)律和(he)初始條件。值得maigoo小編一(yi)(yi)提的(de)(de)是，多(duo)重宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)概念(nian)早(zao)在(zai)(zai)(zai)20世紀50年代就(jiu)被(bei)物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)家們(men)(men)提出，并在(zai)(zai)(zai)隨(sui)后(hou)的(de)(de)幾(ji)十年里不斷得到完(wan)善。盡管我們(men)(men)目前還沒有(you)確鑿證(zheng)據來證(zheng)實多(duo)重宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)，但這(zhe)一(yi)(yi)假(jia)設(she)激發(fa)了(le)(le)科學(xue)(xue)家們(men)(men)的(de)(de)極大興趣，并已(yi)成為當(dang)今物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)研(yan)究的(de)(de)重要(yao)領域之(zhi)一(yi)(yi)。

而提(ti)議的(de)(de)理(li)論，M理(li)論希望能藉由單一(yi)(yi)(yi)個(ge)理(li)論來解釋所(suo)有(you)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)與能源的(de)(de)本質(zhi)(zhi)(zhi)與交互關系。但(dan)是對年來，M理(li)論最(zui)大的(de)(de)弱點是它(ta)有(you)5個(ge)不同的(de)(de)版本。到底哪一(yi)(yi)(yi)個(ge)描述了(le)(le)宇宙？在(zai)M理(li)論前，所(suo)有(you)的(de)(de)亞原子都被說成(cheng)是由微小的(de)(de)超(chao)弦組(zu)成(cheng)的(de)(de)。M理(li)論組(zu)成(cheng)亞原子的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)增加了(le)(le)一(yi)(yi)(yi)種叫做“膜”的(de)(de)更(geng)(geng)為(wei)神(shen)秘的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)，它(ta)就像生理(li)學上的(de)(de)膜一(yi)(yi)(yi)樣(yang)，但(dan)最(zui)多(duo)有(you)9個(ge)維數度。現(xian)在(zai)的(de)(de)問題是，什么是更(geng)(geng)基(ji)(ji)本的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)組(zu)成(cheng)單位，是膜組(zu)成(cheng)了(le)(le)弦還是剛好相反？或者另(ling)外(wai)存(cun)(cun)在(zai)著一(yi)(yi)(yi)些更(geng)(geng)基(ji)(ji)本的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)單位，只是人們沒有(you)想到罷(ba)了(le)(le)？最(zui)后，這(zhe)兩(liang)種東(dong)西中是否有(you)一(yi)(yi)(yi)種確實存(cun)(cun)在(zai)？這(zhe)些問題都依舊值得(de)深入(ru)和探討。