在物理宇宙學中，暗能量是一種充溢空間的、增加宇宙膨(peng)脹速(su)(su)度的(de)(de)難以察覺(jue)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)形式。暗(an)(an)(an)能(neng)量(liang)(liang)假說是(shi)當今對宇(yu)(yu)宙加(jia)速(su)(su)膨(peng)脹的(de)(de)觀測(ce)結果的(de)(de)解釋(shi)中(zhong)最為流行的(de)(de)一(yi)種。暗(an)(an)(an)能(neng)量(liang)(liang)傾(qing)向于增加(jia)宇(yu)(yu)宙膨(peng)脹速(su)(su)度。在(zai)最廣泛接受的(de)(de)暗(an)(an)(an)能(neng)量(liang)(liang)模型中(zhong)，它(ta)是(shi)一(yi)個(ge)“宇(yu)(yu)宙常(chang)數”：空(kong)間(jian)(jian)本身的(de)(de)固有(you)(you)屬性，它(ta)具有(you)(you)“負壓(ya)力(li)”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(chuang)造出來(lai)，隨之而(er)來(lai)的(de)(de)是(shi)更多(duo)的(de)(de)暗(an)(an)(an)能(neng)量(liang)(liang)。近幾(ji)年完成的(de)(de)關(guan)于超過20萬座星(xing)系(xi)的(de)(de)調(diao)查(cha)，似乎確定了暗(an)(an)(an)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)存在(zai)。但是(shi)，物(wu)理(li)學(xue)者仍舊無法精(jing)確地描(miao)述與解釋(shi)暗(an)(an)(an)能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)物(wu)理(li)性質。所以暗(an)(an)(an)能(neng)量(liang)(liang)到底什(shen)么，成為物(wu)理(li)世紀(ji)難題(ti)。

物(wu)理學未解之(zhi)謎有哪些？想必不(bu)少人(ren)同Maigoo小編(bian)一(yi)樣(yang)，對這個(ge)問題(ti)十分耳熟。宇宙(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)終(zhong)(zhong)極命運是(shi)物(wu)理宇宙(zhou)(zhou)(zhou)學中一(yi)個(ge)主要的(de)(de)(de)議(yi)題(ti)。幾(ji)乎可以(yi)(yi)肯定(ding)(ding)的(de)(de)(de)是(shi)，地球終(zhong)(zhong)將(jiang)(jiang)(jiang)會(hui)(hui)(hui)死亡，然而不(bu)確定(ding)(ding)的(de)(de)(de)是(shi)，宇宙(zhou)(zhou)(zhou)本身何(he)時會(hui)(hui)(hui)死亡，以(yi)(yi)及如何(he)死亡。我們唯一(yi)能確定(ding)(ding)的(de)(de)(de)是(shi)，未來它將(jiang)(jiang)(jiang)會(hui)(hui)(hui)發生。一(yi)些科學家認為宇宙(zhou)(zhou)(zhou)將(jiang)(jiang)(jiang)會(hui)(hui)(hui)在(zai)(zai)“熱寂”中毀滅，而“熱寂”將(jiang)(jiang)(jiang)會(hui)(hui)(hui)使不(bu)同物(wu)體間(jian)的(de)(de)(de)熱量差異(yi)變為零(ling)。最終(zhong)(zhong)，整個(ge)宇宙(zhou)(zhou)(zhou)將(jiang)(jiang)(jiang)會(hui)(hui)(hui)在(zai)(zai)絕對零(ling)度以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)溫度(-459.67華氏度)中凍結。也(ye)有“大(da)(da)(da)(da)擠(ji)壓”理論(lun)(lun)，“大(da)(da)(da)(da)變動”理論(lun)(lun)或者宇宙(zhou)(zhou)(zhou)“大(da)(da)(da)(da)撕(si)裂”，暗能量會(hui)(hui)(hui)膨(peng)脹(zhang)，變得更大(da)(da)(da)(da)，把銀河撕(si)成碎(sui)片？

在(zai)(zai)(zai)宇宙(zhou)(zhou)中，為(wei)什么偵測實驗結果(guo)(guo)顯示(shi)，物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)比反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)多很多？人們假設宇宙(zhou)(zhou)會對(dui)稱地(di)對(dui)待(dai)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，因(yin)此(ci)(ci)，在(zai)(zai)(zai)大爆(bao)炸應該制造出等(deng)(deng)量的(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。如果(guo)(guo)發生這種(zhong)(zhong)情況，這兩種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)就會完全湮(yin)滅(mie)。但(dan)(dan)是(shi)，宇宙(zhou)(zhou)的(de)狀況并不(bu)是(shi)這樣。在(zai)(zai)(zai)大爆(bao)炸發生之后，一(yi)定有某些物(wu)(wu)(wu)理(li)定律不(bu)平等(deng)(deng)地(di)作用于物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，才會導致有多余的(de)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)沒(mei)(mei)有被湮(yin)滅(mie)。那么這些物(wu)(wu)(wu)理(li)定律為(wei)何？在(zai)(zai)(zai)最初宇宙(zhou)(zhou)是(shi)否有某些作用力存(cun)在(zai)(zai)(zai)，但(dan)(dan)是(shi)后來隨(sui)著宇宙(zhou)(zhou)演化(hua)，這些作用力已消失(shi)無(wu)蹤？對(dui)此(ci)(ci)，沒(mei)(mei)有公認的(de)合理(li)解(jie)釋。它也成為(wei)世界最難(nan)物(wu)(wu)(wu)理(li)難(nan)題。

在電(dian)子(zi)(zi)(zi)、光子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)其他基本(ben)粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)奇異領域(yu)，量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)是(shi)定(ding)律。根據量(liang)子(zi)(zi)(zi)理(li)論，粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)行為(wei)常(chang)常(chang)像波(bo)(bo)，用于描述粒(li)子(zi)(zi)(zi)行為(wei)的(de)“波(bo)(bo)函(han)數(shu)(shu)”預測一(yi)個粒(li)子(zi)(zi)(zi)可能(neng)的(de)特(te)性，諸(zhu)如(ru)它的(de)位(wei)置和(he)(he)速度，而非確定(ding)的(de)特(te)性。當我們(men)進行測量(liang)時，波(bo)(bo)函(han)數(shu)(shu)發生坍縮(suo)，原本(ben)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)態概率性地確定(ding)為(wei)單一(yi)結果(guo)。這種坍縮(suo)機制(zhi)解釋了(le)為(wei)什(shen)么測量(liang)會影響結果(guo)，但為(wei)何和(he)(he)如(ru)何發生仍然是(shi)個謎。這一(yi)謎團被(bei)稱(cheng)為(wei)“測量(liang)問(wen)題”，它是(shi)量(liang)子(zi)(zi)(zi)力學(xue)中最根本(ben)的(de)問(wen)題之一(yi)，亦是(shi)十大物理(li)學(xue)難題之一(yi)。

這個(ge)問(wen)題(ti)也是(shi)物(wu)理(li)學未解決的(de)難題(ti)之一。物(wu)理(li)學在微(wei)觀的(de)層次幾乎(hu)完全是(shi)時(shi)(shi)間(jian)對(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)的(de)，但是(shi)在宏(hong)觀層次表明(ming)時(shi)(shi)間(jian)存在著明(ming)顯(xian)的(de)方(fang)向(xiang)性。而(er)我們通常所說的(de)時(shi)(shi)間(jian)之箭（即時(shi)(shi)間(jian)箭頭(tou)），就(jiu)是(shi)用(yong)于描述這種不(bu)對(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)的(de)現象(xiang)。由于這些物(wu)理(li)規律是(shi)非時(shi)(shi)間(jian)對(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)的(de)，因而(er)可(ke)在物(wu)理(li)學上據(ju)此明(ming)確地(di)指出時(shi)(shi)間(jian)的(de)方(fang)向(xiang)。而(er)時(shi)(shi)間(jian)在前進，是(shi)因為(wei)(wei)宇(yu)宙的(de)一個(ge)屬性叫(jiao)做“熵”，粗略地(di)定義為(wei)(wei)無序程(cheng)度，它只會增加，所以在它發(fa)生后(hou)，沒有(you)(you)(you)辦法逆(ni)轉熵的(de)上升。熵增加的(de)事(shi)實(shi)是(shi)一個(ge)邏(luo)輯(ji)問(wen)題(ti)：粒子的(de)無序排列比有(you)(you)(you)序排列要多，因此隨(sui)著事(shi)物(wu)的(de)變化，它們往往會陷(xian)入(ru)混亂(luan)。但這里潛在的(de)問(wen)題(ti)是(shi)，為(wei)(wei)什么宇(yu)宙從一開(kai)始就(jiu)如此有(you)(you)(you)序？即為(wei)(wei)什么會有(you)(you)(you)時(shi)(shi)間(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(de)(de)研(yan)究(jiu)，但黑洞(dong)內部(bu)的(de)(de)具(ju)體情況仍(reng)然是未知的(de)(de)，因(yin)為(wei)目(mu)前(qian)還(huan)沒有理論或技(ji)術(shu)能夠描述或觀測黑洞(dong)內部(bu)的(de)(de)情況。

以前，人(ren)們(men)普(pu)遍(bian)認為質(zhi)(zhi)子(zi)是非常穩(wen)定，它永(yong)遠不會(hui)分裂成更(geng)小的(de)(de)(de)顆(ke)粒。然(ran)而，在(zai)上世紀70年代(dai)，物理學家(jia)認識(shi)到，他們(men)提出的(de)(de)(de)“大一統理論”暗(an)示：質(zhi)(zhi)子(zi)必(bi)須是不穩(wen)定的(de)(de)(de)。只要有(you)足夠的(de)(de)(de)時間，在(zai)極其偶然(ran)的(de)(de)(de)情況下，質(zhi)(zhi)子(zi)是會(hui)分裂的(de)(de)(de)。盡(jin)管實(shi)(shi)驗人(ren)員多(duo)年來一直在(zai)地下實(shi)(shi)驗室(shi)中尋(xun)找(zhao)質(zhi)(zhi)子(zi)分裂的(de)(de)(de)證據，但至今仍(reng)未(wei)觀(guan)測到質(zhi)(zhi)子(zi)的(de)(de)(de)死亡率，這表明質(zhi)(zhi)子(zi)的(de)(de)(de)壽命(ming)極長，可能超過了10億億億年。因此，對于(yu)質(zhi)(zhi)子(zi)的(de)(de)(de)壽命(ming)有(you)多(duo)長，還需要進一步的(de)(de)(de)研(yan)究和實(shi)(shi)驗驗證。

“大(da)統一(yi)理論(lun)”指出：構成我(wo)們常見物(wu)(wu)質的(de)(de)粒子(zi)(zi)如質子(zi)(zi)、電(dian)子(zi)(zi)，與(yu)傳遞作用力的(de)(de)粒子(zi)(zi)——玻色子(zi)(zi)，會存在一(yi)種稱作“超對(dui)稱”的(de)(de)關(guan)系(xi)。目前(qian)該對(dui)稱性尚未在自然界中被觀(guan)測到。物(wu)(wu)理學家(jia)認為這種對(dui)稱性是(shi)(shi)自發破缺的(de)(de)。如果理論(lun)是(shi)(shi)正確的(de)(de)，宇宙(zhou)就是(shi)(shi)超對(dui)稱的(de)(de)，那么就必須解釋我(wo)們現在為什(shen)么觀(guan)測不到這種對(dui)稱性。而超對(dui)稱性又是(shi)(shi)如何破滅的(de)(de)呢？這也成為了(le)十大(da)物(wu)(wu)理學未解之謎。

多元宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)是(shi)一(yi)(yi)個理(li)(li)(li)論(lun)上的無限個或有(you)限個可能(neng)的宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的集合，包括了一(yi)(yi)切(qie)存在和(he)可能(neng)存在的事物(wu)：所有(you)的空間、時間、物(wu)質、能(neng)量(liang)以(yi)及(ji)描(miao)述它們(men)的物(wu)理(li)(li)(li)定律和(he)物(wu)理(li)(li)(li)常數。通(tong)俗來講，多重宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)就是(shi)指宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)間存在許多個不(bu)同的并行(xing)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)，這些宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)和(he)我們(men)所生活的宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)一(yi)(yi)樣(yang)真(zhen)實存在，但卻獨立于彼此，每個宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)都有(you)自己獨特的物(wu)理(li)(li)(li)規律和(he)初(chu)始條件。值得maigoo小(xiao)編(bian)一(yi)(yi)提(ti)的是(shi)，多重宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的概念早(zao)在20世紀50年代就被物(wu)理(li)(li)(li)學家(jia)們(men)提(ti)出(chu)，并在隨后的幾十(shi)年里不(bu)斷得到完善。盡管(guan)我們(men)目前(qian)還沒有(you)確(que)鑿證據來證實多重宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)的存在，但這一(yi)(yi)假設(she)激(ji)發(fa)了科(ke)學家(jia)們(men)的極大興趣，并已成為當今(jin)物(wu)理(li)(li)(li)學研(yan)究的重要(yao)領域之一(yi)(yi)。

而提議的(de)理(li)論(lun)(lun)，M理(li)論(lun)(lun)希望能藉由單(dan)一(yi)個理(li)論(lun)(lun)來解(jie)釋所有(you)(you)物質(zhi)(zhi)與(yu)能源的(de)本(ben)質(zhi)(zhi)與(yu)交互關系。但(dan)是(shi)對年來，M理(li)論(lun)(lun)最大的(de)弱點是(shi)它有(you)(you)5個不同的(de)版本(ben)。到底(di)哪一(yi)個描述(shu)了(le)宇宙？在(zai)M理(li)論(lun)(lun)前，所有(you)(you)的(de)亞原子都(dou)被說成是(shi)由微小的(de)超弦組成的(de)。M理(li)論(lun)(lun)組成亞原子的(de)物質(zhi)(zhi)增加了(le)一(yi)種叫做“膜(mo)”的(de)更為神秘(mi)的(de)物質(zhi)(zhi)，它就像生理(li)學(xue)上的(de)膜(mo)一(yi)樣(yang)，但(dan)最多有(you)(you)9個維數度。現在(zai)的(de)問題是(shi)，什(shen)么是(shi)更基本(ben)的(de)物質(zhi)(zhi)組成單(dan)位(wei)，是(shi)膜(mo)組成了(le)弦還是(shi)剛好相反？或者另外存(cun)在(zai)著一(yi)些(xie)更基本(ben)的(de)物質(zhi)(zhi)單(dan)位(wei)，只是(shi)人們沒有(you)(you)想(xiang)到罷(ba)了(le)？最后，這兩種東西中是(shi)否有(you)(you)一(yi)種確實存(cun)在(zai)？這些(xie)問題都(dou)依舊值得(de)深入和(he)探討。