在物理宇宙學中，暗能量是一種充溢空間的、增加宇宙膨脹速(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)難以察覺的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)形(xing)式。暗(an)(an)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)假(jia)說是(shi)當(dang)今(jin)對(dui)宇宙(zhou)加速(su)膨脹的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀測結果的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解釋中最(zui)為流行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)。暗(an)(an)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)傾向于增(zeng)加宇宙(zhou)膨脹速(su)度(du)。在最(zui)廣泛接受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)暗(an)(an)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)模型中，它是(shi)一(yi)個“宇宙(zhou)常數”：空間(jian)(jian)本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固有(you)(you)屬(shu)性，它具有(you)(you)“負(fu)壓力”驅動空間(jian)(jian)。隨著空間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴大，更多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間(jian)(jian)被創造出(chu)來，隨之而(er)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)更多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)暗(an)(an)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)。近(jin)幾年完成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關于超過20萬座(zuo)星系的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調查，似乎(hu)確定了暗(an)(an)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在。但是(shi)，物理學者(zhe)仍(reng)舊無法精(jing)確地(di)描述(shu)與解釋暗(an)(an)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理性質。所以暗(an)(an)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)到(dao)底什么，成為物理世(shi)紀難題。

物(wu)理學未(wei)解(jie)之謎(mi)有(you)哪些？想必不少人同(tong)Maigoo小編一(yi)樣，對(dui)這個(ge)問(wen)題十分耳(er)熟。宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)的(de)終(zhong)(zhong)極(ji)命運是(shi)物(wu)理宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)學中(zhong)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)的(de)議題。幾乎可以(yi)肯定(ding)(ding)的(de)是(shi)，地球終(zhong)(zhong)將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)死亡，然而不確定(ding)(ding)的(de)是(shi)，宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)本身何時會(hui)(hui)死亡，以(yi)及如何死亡。我們唯一(yi)能確定(ding)(ding)的(de)是(shi)，未(wei)來它將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)發生。一(yi)些科學家認為宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)在“熱寂(ji)”中(zhong)毀滅，而“熱寂(ji)”將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)使不同(tong)物(wu)體間的(de)熱量(liang)差異變(bian)(bian)為零。最終(zhong)(zhong)，整個(ge)宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)將(jiang)(jiang)會(hui)(hui)在絕對(dui)零度以(yi)上(shang)的(de)溫(wen)度(-459.67華氏度)中(zhong)凍結。也有(you)“大(da)擠壓”理論，“大(da)變(bian)(bian)動(dong)”理論或者宇宙(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)“大(da)撕(si)裂”，暗能量(liang)會(hui)(hui)膨脹，變(bian)(bian)得更大(da)，把銀河撕(si)成碎片？

在(zai)宇宙中，為(wei)什么偵測實(shi)驗結(jie)果顯示，物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)比(bi)反物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)多(duo)很多(duo)？人們假(jia)設宇宙會對(dui)稱地對(dui)待物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)和反物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，因此，在(zai)大爆(bao)炸應該制造出等量的物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)和反物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。如(ru)果發生(sheng)這(zhe)(zhe)種情(qing)況，這(zhe)(zhe)兩種物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)就(jiu)會完全湮滅。但是，宇宙的狀況并不(bu)是這(zhe)(zhe)樣。在(zai)大爆(bao)炸發生(sheng)之后，一定(ding)有(you)(you)某(mou)些物(wu)(wu)(wu)理(li)定(ding)律不(bu)平等地作用(yong)于物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)與反物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，才會導致有(you)(you)多(duo)余的物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)沒有(you)(you)被(bei)湮滅。那么這(zhe)(zhe)些物(wu)(wu)(wu)理(li)定(ding)律為(wei)何(he)？在(zai)最初宇宙是否有(you)(you)某(mou)些作用(yong)力(li)存在(zai)，但是后來(lai)隨著(zhu)宇宙演(yan)化，這(zhe)(zhe)些作用(yong)力(li)已消失無蹤(zong)？對(dui)此，沒有(you)(you)公認的合理(li)解釋。它也(ye)成為(wei)世界最難物(wu)(wu)(wu)理(li)難題。

在電子(zi)(zi)(zi)、光子(zi)(zi)(zi)和(he)其他基(ji)本(ben)粒子(zi)(zi)(zi)的奇(qi)異(yi)領域(yu)，量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學是定律。根(gen)據量(liang)子(zi)(zi)(zi)理論，粒子(zi)(zi)(zi)的行為(wei)(wei)(wei)(wei)常(chang)常(chang)像波，用于描(miao)述粒子(zi)(zi)(zi)行為(wei)(wei)(wei)(wei)的“波函(han)數”預測(ce)(ce)一(yi)(yi)(yi)個粒子(zi)(zi)(zi)可能的特性(xing)，諸如它的位置和(he)速(su)度，而非確定的特性(xing)。當我們進行測(ce)(ce)量(liang)時，波函(han)數發生(sheng)坍(tan)縮，原本(ben)的量(liang)子(zi)(zi)(zi)態概率性(xing)地確定為(wei)(wei)(wei)(wei)單一(yi)(yi)(yi)結(jie)果。這(zhe)種坍(tan)縮機(ji)制解釋了為(wei)(wei)(wei)(wei)什(shen)么測(ce)(ce)量(liang)會(hui)影(ying)響(xiang)結(jie)果，但為(wei)(wei)(wei)(wei)何和(he)如何發生(sheng)仍(reng)然是個謎。這(zhe)一(yi)(yi)(yi)謎團被稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)“測(ce)(ce)量(liang)問題”，它是量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學中最(zui)根(gen)本(ben)的問題之(zhi)一(yi)(yi)(yi)，亦是十大物理學難題之(zhi)一(yi)(yi)(yi)。

這(zhe)(zhe)(zhe)個問題也是(shi)(shi)(shi)物(wu)(wu)理學未解決的(de)難題之一。物(wu)(wu)理學在微(wei)觀的(de)層次(ci)幾乎完(wan)全是(shi)(shi)(shi)時(shi)間(jian)(jian)對稱(cheng)(cheng)的(de)，但(dan)是(shi)(shi)(shi)在宏(hong)觀層次(ci)表明時(shi)間(jian)(jian)存在著(zhu)明顯(xian)的(de)方向(xiang)性(xing)。而我們通常所說的(de)時(shi)間(jian)(jian)之箭（即(ji)時(shi)間(jian)(jian)箭頭），就(jiu)是(shi)(shi)(shi)用于描述這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)不(bu)對稱(cheng)(cheng)的(de)現象。由于這(zhe)(zhe)(zhe)些物(wu)(wu)理規律(lv)是(shi)(shi)(shi)非時(shi)間(jian)(jian)對稱(cheng)(cheng)的(de)，因而可在物(wu)(wu)理學上(shang)據此(ci)明確地指出時(shi)間(jian)(jian)的(de)方向(xiang)。而時(shi)間(jian)(jian)在前進，是(shi)(shi)(shi)因為(wei)宇宙的(de)一個屬性(xing)叫做“熵”，粗(cu)略地定義為(wei)無序(xu)程度(du)，它只(zhi)會(hui)增加(jia)，所以在它發生(sheng)后，沒有(you)辦法逆轉熵的(de)上(shang)升。熵增加(jia)的(de)事(shi)實(shi)是(shi)(shi)(shi)一個邏(luo)輯(ji)問題：粒子的(de)無序(xu)排列(lie)(lie)比有(you)序(xu)排列(lie)(lie)要多(duo)，因此(ci)隨(sui)著(zhu)事(shi)物(wu)(wu)的(de)變化(hua)，它們往(wang)往(wang)會(hui)陷入混亂。但(dan)這(zhe)(zhe)(zhe)里潛在的(de)問題是(shi)(shi)(shi)，為(wei)什么(me)宇宙從一開始就(jiu)如此(ci)有(you)序(xu)？即(ji)為(wei)什么(me)會(hui)有(you)時(shi)間(jian)(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的研究，但(dan)黑洞內(nei)部(bu)的具體(ti)情況(kuang)仍然(ran)是未知的，因(yin)為目(mu)前還沒有理論或(huo)技術能夠描(miao)述或(huo)觀測黑洞內(nei)部(bu)的情況(kuang)。

以前，人們普遍認(ren)為質(zhi)(zhi)子是(shi)非常穩定，它(ta)永遠(yuan)不(bu)會(hui)分裂(lie)(lie)成更小的(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒。然(ran)(ran)而，在(zai)上世紀70年(nian)代，物理學家認(ren)識到，他們提出(chu)的(de)(de)(de)(de)“大一統理論”暗示：質(zhi)(zhi)子必須(xu)是(shi)不(bu)穩定的(de)(de)(de)(de)。只(zhi)要有(you)足夠的(de)(de)(de)(de)時間，在(zai)極其偶然(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)情況下，質(zhi)(zhi)子是(shi)會(hui)分裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)。盡管實驗(yan)(yan)人員(yuan)多年(nian)來一直在(zai)地下實驗(yan)(yan)室中尋(xun)找質(zhi)(zhi)子分裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)證(zheng)據，但至(zhi)今仍未觀測到質(zhi)(zhi)子的(de)(de)(de)(de)死亡率，這表明質(zhi)(zhi)子的(de)(de)(de)(de)壽命極長，可能超(chao)過(guo)了10億(yi)億(yi)億(yi)年(nian)。因此，對(dui)于(yu)質(zhi)(zhi)子的(de)(de)(de)(de)壽命有(you)多長，還需要進一步的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)和實驗(yan)(yan)驗(yan)(yan)證(zheng)。

“大統一理(li)論”指出：構成(cheng)我們(men)常見(jian)物(wu)(wu)質的粒子(zi)如質子(zi)、電子(zi)，與傳(chuan)遞作(zuo)用力的粒子(zi)——玻色子(zi)，會存在一種(zhong)稱(cheng)作(zuo)“超(chao)對(dui)稱(cheng)”的關系。目前該(gai)對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)尚未在自然界中被觀(guan)測到(dao)。物(wu)(wu)理(li)學家認為(wei)(wei)這(zhe)(zhe)種(zhong)對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)是自發破缺的。如果理(li)論是正確的，宇宙就是超(chao)對(dui)稱(cheng)的，那么就必須解(jie)釋我們(men)現在為(wei)(wei)什么觀(guan)測不(bu)到(dao)這(zhe)(zhe)種(zhong)對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)。而超(chao)對(dui)稱(cheng)性(xing)(xing)又(you)是如何破滅的呢？這(zhe)(zhe)也(ye)成(cheng)為(wei)(wei)了十大物(wu)(wu)理(li)學未解(jie)之謎。

多元宇宙(zhou)(zhou)是一(yi)(yi)個(ge)(ge)理(li)(li)論上的(de)(de)(de)(de)無限個(ge)(ge)或有(you)限個(ge)(ge)可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)集合，包括了一(yi)(yi)切(qie)存(cun)在(zai)(zai)(zai)和(he)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)事物(wu)(wu)：所有(you)的(de)(de)(de)(de)空間(jian)、時間(jian)、物(wu)(wu)質、能(neng)量以(yi)及描述它們的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)定律(lv)和(he)物(wu)(wu)理(li)(li)常數(shu)。通(tong)俗來(lai)講，多重宇宙(zhou)(zhou)就(jiu)(jiu)是指(zhi)宇宙(zhou)(zhou)間(jian)存(cun)在(zai)(zai)(zai)許多個(ge)(ge)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)并(bing)(bing)行宇宙(zhou)(zhou)，這(zhe)些宇宙(zhou)(zhou)和(he)我(wo)們所生活(huo)的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)一(yi)(yi)樣真實存(cun)在(zai)(zai)(zai)，但卻獨立于彼(bi)此，每個(ge)(ge)宇宙(zhou)(zhou)都有(you)自己獨特(te)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)規律(lv)和(he)初始條件。值得(de)maigoo小編一(yi)(yi)提的(de)(de)(de)(de)是，多重宇宙(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)概念早(zao)在(zai)(zai)(zai)20世(shi)紀50年代就(jiu)(jiu)被(bei)物(wu)(wu)理(li)(li)學家(jia)們提出，并(bing)(bing)在(zai)(zai)(zai)隨后(hou)的(de)(de)(de)(de)幾十年里不(bu)斷得(de)到完善。盡管我(wo)們目前還沒有(you)確鑿證據來(lai)證實多重宇宙(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)(zai)，但這(zhe)一(yi)(yi)假設激發(fa)了科學家(jia)們的(de)(de)(de)(de)極大興(xing)趣，并(bing)(bing)已(yi)成為當今物(wu)(wu)理(li)(li)學研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)重要領域之一(yi)(yi)。

而提議的(de)理論(lun)(lun)(lun)，M理論(lun)(lun)(lun)希望能(neng)(neng)藉由單(dan)一(yi)個理論(lun)(lun)(lun)來(lai)解(jie)釋所有(you)物質(zhi)與(yu)能(neng)(neng)源的(de)本質(zhi)與(yu)交互(hu)關系。但是(shi)(shi)對(dui)年來(lai)，M理論(lun)(lun)(lun)最大的(de)弱點是(shi)(shi)它有(you)5個不同的(de)版本。到(dao)底(di)哪一(yi)個描述了(le)宇宙？在(zai)M理論(lun)(lun)(lun)前，所有(you)的(de)亞原(yuan)(yuan)子都(dou)被說(shuo)成(cheng)是(shi)(shi)由微小的(de)超(chao)弦組(zu)成(cheng)的(de)。M理論(lun)(lun)(lun)組(zu)成(cheng)亞原(yuan)(yuan)子的(de)物質(zhi)增加了(le)一(yi)種(zhong)叫做“膜”的(de)更為神秘(mi)的(de)物質(zhi)，它就像生理學上的(de)膜一(yi)樣，但最多有(you)9個維數度(du)。現在(zai)的(de)問題是(shi)(shi)，什(shen)么是(shi)(shi)更基(ji)本的(de)物質(zhi)組(zu)成(cheng)單(dan)位(wei)，是(shi)(shi)膜組(zu)成(cheng)了(le)弦還是(shi)(shi)剛好相反？或者另外存在(zai)著(zhu)一(yi)些更基(ji)本的(de)物質(zhi)單(dan)位(wei)，只是(shi)(shi)人(ren)們沒有(you)想到(dao)罷了(le)？最后，這兩種(zhong)東(dong)西中是(shi)(shi)否有(you)一(yi)種(zhong)確(que)實存在(zai)？這些問題都(dou)依舊值得深入和探討。