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物理界五大未解之谜!解开一个都将载入物理界史册!

或许科学家普通人不同的是,他们不仅善于发现问题。而且这类问题本身的难度普通人都无法理解,简单来说,我们连问题都看不懂,比如物理界五大未解之谜。

或许科学家普通人不同的是,他们不仅善于发现问题,而且这类问题本身的难度普通人都无法理解,简单来说,我们连问题都看不懂,比如物理界五大未解之谜!

标准模型之外还有什么?

标准模型是有史以来最成功的物理理论之一。四十年来,它一直经得起实验的检验,新的实验不断证明它是正确的。标准模型描述了构成我们周围一切的粒子的行为,并解释了为什么,例如,粒子有质量。事实上,2012年希格斯玻色子的发现是一个历史性的里程碑,因为它证实了对其存在的长期预测。

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但标准模型并不能解释一切。虽然标准模型已经做出了许多成功的预测——例如,希格斯玻色子、W玻色子和Z玻色子,以及它们之间的夸克——因此很难看出物理学可能会超越它们。但是大多数物理学家都认为标准模型是不完整的。有几个新的、更完整的模型的竞争者——弦理论就是一个这样的模型——但到目前为止,这些模型都没有得到实验的最终验证。

裸奇点真的存在吗?

当一个“物体”的某些性质是无限的时,奇点就会发生,因此我们所知道的物理定律就会失效。在黑洞的中心有一个无限小、密度无限大的点,这个点被称为奇点。在数学中,奇点总是不断出现——除0是一个例子,坐标平面上的垂直线斜率是“无穷大”。实际上,垂直线的斜率是没有定义的。但是奇点是什么样的呢?它将如何与宇宙的其他部分相互作用呢?说一个物体没有真实的表面并且无穷小是什么意思?

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我们知道“裸奇点”是一种可以与宇宙其他部分互动的奇点。黑洞有视界——球形区域,任何东西,甚至光,都不能从中逃逸。乍一看,你可能会认为,裸奇点的问题至少在一定程度上已经为黑洞解决了,因为没有任何东西可以离开视界,奇点也不会影响到宇宙的其他部分。但奇点能否在没有事件视界的情况下形成,仍然是一个悬而未决的问题。如果它们能够存在,那么阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论将需要修正,因为当系统过于接近奇点时,它就会崩溃。裸奇点也可能是虫洞,也可能是时间机器,尽管在自然界没有证据证明这一点。

违反cp对称

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如果你把一个粒子和它的反物质同胞粒子交换,物理定律应该保持不变。例如,带正电荷的质子应该和带负电荷的反质子一样。这就是电荷对称性的原理。如果你交换左右,物理定律应该是一样的。这是奇偶对称。两者合起来称为CP对称。大多数情况下,这个物理定律没有被违反。然而,某些外来粒子违反了这种对称性。科学家称这就是为什么它很奇怪。因为在量子力学中不应该有任何违反CP的行为,我们不知道为什么会这样。

重力到底是什么?

重力到底是什么?我们知道其他力是由粒子介导的。例如,电磁学就是光子的交换。弱核力由W玻色子和Z玻色子携带,而胶子携带将原子核结合在一起的强核力。科学家麦克尼斯说,所有其他的力都可以量化,这意味着它们可以表示为单个粒子,并具有不连续的值。

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但重力不是这样的。大多数物理理论认为它应该由一种假设的无质量粒子携带,这种粒子被称为引力子。问题是,目前还没有人发现引力子,而且目前还不清楚是否有任何可以建造的粒子探测器可以看到它们,因为如果引力子与物质相互作用,它们会非常非常少,以至于它们在背景噪音下是看不见的。我们甚至不清楚引力子是否没有质量,尽管如果它们有质量的话,它是非常非常小的——比中微子还要小,中微子是已知的最轻的粒子之一。弦理论假定引力子(和其他粒子)是能量的闭环,但到目前为止,数学工作还没有产生太多的洞见。

因为引力子还没有被观测到,所以引力一直在抗拒用我们理解其他力的方式来理解它。一些物理学家,尤其是西奥多·卡鲁扎和奥斯卡·克莱因,假设引力可能作为一种粒子,在我们熟悉的空间(长、宽、高)和时间(持续时间)之外的额外维度中运行,但这是否正确仍不清楚。

声致发光

虽然粒子物理学问题解释了许多尚未解决的问题,但在实验台上可以观察到一些神秘现象。声致发光就是其中之一。如果你拿一些水,用声波打它,泡沫就会形成。这些气泡是被高压包围的低压区;外部压力将低压空气推入,气泡迅速破裂。当这些气泡破裂时,它们会发出持续万亿分之一秒的闪光。

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问题是,目前还不清楚光源是什么。理论范围从微小的核聚变反应到某种类型的放电,甚至压缩加热气泡内的气体。物理学家们测量了这些气泡内部的高温,温度达到了数万华氏度,并拍下了许多它们发出的光的照片。但是没有很好的解释声波是如何在气泡中产生这些光的。

小编表示,这些问题,或许大部分人都看不懂,看懂的的朋友欢迎在下方留下你的见解!

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