1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
反物質就是正常物質的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。這也被稱為物質-反物質的不對稱性。
6、宇宙的命運是什麼？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
反物質就是正常物質的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。這也被稱為物質-反物質的不對稱性。
6、宇宙的命運是什麼？
宇宙的命運在很大程度上取決於一個未知的因素：一種衡量宇宙中物質和能量密度的指標：Ω。如果Ω大於1，那麼時空就會聚攏。當沒有暗能量存在時，這樣的宇宙最終會停止膨脹，取而代之的是開始收縮，最終在一個被稱為“大危機”的事件中崩潰。如果宇宙是封閉的，但有暗能量，那麼球形宇宙就會永遠膨脹下去。如果Ω小於1，那麼空間的幾何形狀就像馬鞍的表面一樣“打開”。在這種情況下，它的最終命運是“大凍結”，接著是“大撕裂”。首先，宇宙的向外加速會撕裂星系和恆星，使所有的物質都變得寒冷而孤獨。接下來，加速度會變得非常之強，以至於它會壓倒將原子聚集在一起的力的作用，所有的東西都會被扭開。如果Ω=1，宇宙就會是平的，像無限的平面向四面八方延伸。如果沒有暗能量，這樣一個平面宇宙將會永遠膨脹，但會不斷減速，接近停滯。如果有暗能量，平坦的宇宙最終會經歷失控的膨脹，從而導致大撕裂。無論如何，宇宙可能正在消亡。
7、弦理論是正確的嗎？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
反物質就是正常物質的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。這也被稱為物質-反物質的不對稱性。
6、宇宙的命運是什麼？
宇宙的命運在很大程度上取決於一個未知的因素：一種衡量宇宙中物質和能量密度的指標：Ω。如果Ω大於1，那麼時空就會聚攏。當沒有暗能量存在時，這樣的宇宙最終會停止膨脹，取而代之的是開始收縮，最終在一個被稱為“大危機”的事件中崩潰。如果宇宙是封閉的，但有暗能量，那麼球形宇宙就會永遠膨脹下去。如果Ω小於1，那麼空間的幾何形狀就像馬鞍的表面一樣“打開”。在這種情況下，它的最終命運是“大凍結”，接著是“大撕裂”。首先，宇宙的向外加速會撕裂星系和恆星，使所有的物質都變得寒冷而孤獨。接下來，加速度會變得非常之強，以至於它會壓倒將原子聚集在一起的力的作用，所有的東西都會被扭開。如果Ω=1，宇宙就會是平的，像無限的平面向四面八方延伸。如果沒有暗能量，這樣一個平面宇宙將會永遠膨脹，但會不斷減速，接近停滯。如果有暗能量，平坦的宇宙最終會經歷失控的膨脹，從而導致大撕裂。無論如何，宇宙可能正在消亡。
7、弦理論是正確的嗎？
談到弦論，人們就感到頭暈腦脹，就算是弦論專家也煩惱不已，而其他物理學家則在一旁嘲笑它不能做出實驗預測，普通人更是對它一無所知。弦理論是理論物理的一個分支學科，弦論的一個基本觀點是，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子，而是很小很小的線狀的“弦”（包括有端點的“開弦”和圈狀的“閉弦”或閉合弦）。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子，能量與物質是可以轉化的，故弦理論並非證明物質不存在。它無法獲得實驗證明的原因之一是目前尚沒有人對弦理論有足夠的瞭解而做出正確的預測，另一個則是目前的高速粒子加速器還不夠強大。科學家們使用目前的和正在籌備中的新一代的高速粒子加速器試圖尋找超弦理論裡主要的超對稱性學說所預測的超粒子。
8、混亂之中存在有序嗎？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
反物質就是正常物質的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。這也被稱為物質-反物質的不對稱性。
6、宇宙的命運是什麼？
宇宙的命運在很大程度上取決於一個未知的因素：一種衡量宇宙中物質和能量密度的指標：Ω。如果Ω大於1，那麼時空就會聚攏。當沒有暗能量存在時，這樣的宇宙最終會停止膨脹，取而代之的是開始收縮，最終在一個被稱為“大危機”的事件中崩潰。如果宇宙是封閉的，但有暗能量，那麼球形宇宙就會永遠膨脹下去。如果Ω小於1，那麼空間的幾何形狀就像馬鞍的表面一樣“打開”。在這種情況下，它的最終命運是“大凍結”，接著是“大撕裂”。首先，宇宙的向外加速會撕裂星系和恆星，使所有的物質都變得寒冷而孤獨。接下來，加速度會變得非常之強，以至於它會壓倒將原子聚集在一起的力的作用，所有的東西都會被扭開。如果Ω=1，宇宙就會是平的，像無限的平面向四面八方延伸。如果沒有暗能量，這樣一個平面宇宙將會永遠膨脹，但會不斷減速，接近停滯。如果有暗能量，平坦的宇宙最終會經歷失控的膨脹，從而導致大撕裂。無論如何，宇宙可能正在消亡。
7、弦理論是正確的嗎？
談到弦論，人們就感到頭暈腦脹，就算是弦論專家也煩惱不已，而其他物理學家則在一旁嘲笑它不能做出實驗預測，普通人更是對它一無所知。弦理論是理論物理的一個分支學科，弦論的一個基本觀點是，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子，而是很小很小的線狀的“弦”（包括有端點的“開弦”和圈狀的“閉弦”或閉合弦）。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子，能量與物質是可以轉化的，故弦理論並非證明物質不存在。它無法獲得實驗證明的原因之一是目前尚沒有人對弦理論有足夠的瞭解而做出正確的預測，另一個則是目前的高速粒子加速器還不夠強大。科學家們使用目前的和正在籌備中的新一代的高速粒子加速器試圖尋找超弦理論裡主要的超對稱性學說所預測的超粒子。
8、混亂之中存在有序嗎？
雖然現在科學發展迅速，但物理學家並不能精確地解決一組描述流體行為的方程式，從水到空氣再到所有其他液體和氣體。事實上，我們還不知道所謂的Navier-Stokes方程的一般解是否存在，或者，如果有解，它是否描述了流體，或者包含了固有的不可知的點（所謂的奇異點）。因此，混亂的本質還沒有被很好地理解。物理學家和數學家們想知道，天氣到底僅僅是難以預測的，還是天生不可預測的？湍流是否超越了數學描述，或者當你用正確的數學方法解決它時，一切都有意義嗎？
9、黑洞裡面發生了什麼？
如果一個物體被吸入黑洞會發生什麼？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，以至於它的逃逸速度比光速還快——而光是最快的東西。然而，一個叫做量子力學的科學分支說量子信息不能被摧毀。芝加哥洛約拉大學的物理學副教授羅伯特麥克內斯說：“如果你以某種方式消滅了這些信息，就會出現一些混亂。”這就是“信息悖論”。量子信息與我們在電腦上存儲的信息和我們大腦中的東西有一點不同。這是因為量子理論沒有提供關於物體的確切信息，比如計算一個棒球在力學中的軌跡。相反，這些理論揭示了最有可能的位置，或者是一些行動最有可能的結果。麥克內斯說，關於這個問題上已經開展了很多工作，特別是史蒂芬霍金和斯蒂芬佩裡，他們在2015年提出，進入黑洞的信息並沒有被儲存在黑洞的深處，而是在它的邊界上，叫做“事件視界”。到目前為止，物理學家們無法就這一解釋達成一致。
10、裸奇點存在嗎?
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
反物質就是正常物質的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。這也被稱為物質-反物質的不對稱性。
6、宇宙的命運是什麼？
宇宙的命運在很大程度上取決於一個未知的因素：一種衡量宇宙中物質和能量密度的指標：Ω。如果Ω大於1，那麼時空就會聚攏。當沒有暗能量存在時，這樣的宇宙最終會停止膨脹，取而代之的是開始收縮，最終在一個被稱為“大危機”的事件中崩潰。如果宇宙是封閉的，但有暗能量，那麼球形宇宙就會永遠膨脹下去。如果Ω小於1，那麼空間的幾何形狀就像馬鞍的表面一樣“打開”。在這種情況下，它的最終命運是“大凍結”，接著是“大撕裂”。首先，宇宙的向外加速會撕裂星系和恆星，使所有的物質都變得寒冷而孤獨。接下來，加速度會變得非常之強，以至於它會壓倒將原子聚集在一起的力的作用，所有的東西都會被扭開。如果Ω=1，宇宙就會是平的，像無限的平面向四面八方延伸。如果沒有暗能量，這樣一個平面宇宙將會永遠膨脹，但會不斷減速，接近停滯。如果有暗能量，平坦的宇宙最終會經歷失控的膨脹，從而導致大撕裂。無論如何，宇宙可能正在消亡。
7、弦理論是正確的嗎？
談到弦論，人們就感到頭暈腦脹，就算是弦論專家也煩惱不已，而其他物理學家則在一旁嘲笑它不能做出實驗預測，普通人更是對它一無所知。弦理論是理論物理的一個分支學科，弦論的一個基本觀點是，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子，而是很小很小的線狀的“弦”（包括有端點的“開弦”和圈狀的“閉弦”或閉合弦）。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子，能量與物質是可以轉化的，故弦理論並非證明物質不存在。它無法獲得實驗證明的原因之一是目前尚沒有人對弦理論有足夠的瞭解而做出正確的預測，另一個則是目前的高速粒子加速器還不夠強大。科學家們使用目前的和正在籌備中的新一代的高速粒子加速器試圖尋找超弦理論裡主要的超對稱性學說所預測的超粒子。
8、混亂之中存在有序嗎？
雖然現在科學發展迅速，但物理學家並不能精確地解決一組描述流體行為的方程式，從水到空氣再到所有其他液體和氣體。事實上，我們還不知道所謂的Navier-Stokes方程的一般解是否存在，或者，如果有解，它是否描述了流體，或者包含了固有的不可知的點（所謂的奇異點）。因此，混亂的本質還沒有被很好地理解。物理學家和數學家們想知道，天氣到底僅僅是難以預測的，還是天生不可預測的？湍流是否超越了數學描述，或者當你用正確的數學方法解決它時，一切都有意義嗎？
9、黑洞裡面發生了什麼？
如果一個物體被吸入黑洞會發生什麼？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，以至於它的逃逸速度比光速還快——而光是最快的東西。然而，一個叫做量子力學的科學分支說量子信息不能被摧毀。芝加哥洛約拉大學的物理學副教授羅伯特麥克內斯說：“如果你以某種方式消滅了這些信息，就會出現一些混亂。”這就是“信息悖論”。量子信息與我們在電腦上存儲的信息和我們大腦中的東西有一點不同。這是因為量子理論沒有提供關於物體的確切信息，比如計算一個棒球在力學中的軌跡。相反，這些理論揭示了最有可能的位置，或者是一些行動最有可能的結果。麥克內斯說，關於這個問題上已經開展了很多工作，特別是史蒂芬霍金和斯蒂芬佩裡，他們在2015年提出，進入黑洞的信息並沒有被儲存在黑洞的深處，而是在它的邊界上，叫做“事件視界”。到目前為止，物理學家們無法就這一解釋達成一致。
10、裸奇點存在嗎?
所謂裸奇點是理論中沒有視界包圍住的引力奇點。在廣義相對論中所描繪的黑洞是由奇點與包圍住它的視界所構成，速度最快的光也無法逃脫到視界之外，因此理論上外界觀察者無法直接觀測到黑洞內部的現象。裸奇點則與之相反，光與其他粒子有機會逃離奇點至遠方，而視界因此不存在。也就是說，以往我們以為造訪黑洞裡的奇異點是趟有去無回的旅程，但其實你卻可以在非常接近裸奇點後全身而退，並敘述你此行的見聞。裸奇點的存在對於天文物理等領域來說有其重要性，其中之一是可能得以觀察到星體坍縮成無限大密度的點的一些過程。另一方面，其存在與特性是對量子引力理論進行檢驗的良好機會。傳統看法認為大質量恆星最終會坍塌成黑洞，但有些理論模型卻預測那會形成“裸奇點”，這是天文物理上懸而未決的重要問題。
11、聲波如何產生光？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
反物質就是正常物質的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。這也被稱為物質-反物質的不對稱性。
6、宇宙的命運是什麼？
宇宙的命運在很大程度上取決於一個未知的因素：一種衡量宇宙中物質和能量密度的指標：Ω。如果Ω大於1，那麼時空就會聚攏。當沒有暗能量存在時，這樣的宇宙最終會停止膨脹，取而代之的是開始收縮，最終在一個被稱為“大危機”的事件中崩潰。如果宇宙是封閉的，但有暗能量，那麼球形宇宙就會永遠膨脹下去。如果Ω小於1，那麼空間的幾何形狀就像馬鞍的表面一樣“打開”。在這種情況下，它的最終命運是“大凍結”，接著是“大撕裂”。首先，宇宙的向外加速會撕裂星系和恆星，使所有的物質都變得寒冷而孤獨。接下來，加速度會變得非常之強，以至於它會壓倒將原子聚集在一起的力的作用，所有的東西都會被扭開。如果Ω=1，宇宙就會是平的，像無限的平面向四面八方延伸。如果沒有暗能量，這樣一個平面宇宙將會永遠膨脹，但會不斷減速，接近停滯。如果有暗能量，平坦的宇宙最終會經歷失控的膨脹，從而導致大撕裂。無論如何，宇宙可能正在消亡。
7、弦理論是正確的嗎？
談到弦論，人們就感到頭暈腦脹，就算是弦論專家也煩惱不已，而其他物理學家則在一旁嘲笑它不能做出實驗預測，普通人更是對它一無所知。弦理論是理論物理的一個分支學科，弦論的一個基本觀點是，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子，而是很小很小的線狀的“弦”（包括有端點的“開弦”和圈狀的“閉弦”或閉合弦）。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子，能量與物質是可以轉化的，故弦理論並非證明物質不存在。它無法獲得實驗證明的原因之一是目前尚沒有人對弦理論有足夠的瞭解而做出正確的預測，另一個則是目前的高速粒子加速器還不夠強大。科學家們使用目前的和正在籌備中的新一代的高速粒子加速器試圖尋找超弦理論裡主要的超對稱性學說所預測的超粒子。
8、混亂之中存在有序嗎？
雖然現在科學發展迅速，但物理學家並不能精確地解決一組描述流體行為的方程式，從水到空氣再到所有其他液體和氣體。事實上，我們還不知道所謂的Navier-Stokes方程的一般解是否存在，或者，如果有解，它是否描述了流體，或者包含了固有的不可知的點（所謂的奇異點）。因此，混亂的本質還沒有被很好地理解。物理學家和數學家們想知道，天氣到底僅僅是難以預測的，還是天生不可預測的？湍流是否超越了數學描述，或者當你用正確的數學方法解決它時，一切都有意義嗎？
9、黑洞裡面發生了什麼？
如果一個物體被吸入黑洞會發生什麼？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，以至於它的逃逸速度比光速還快——而光是最快的東西。然而，一個叫做量子力學的科學分支說量子信息不能被摧毀。芝加哥洛約拉大學的物理學副教授羅伯特麥克內斯說：“如果你以某種方式消滅了這些信息，就會出現一些混亂。”這就是“信息悖論”。量子信息與我們在電腦上存儲的信息和我們大腦中的東西有一點不同。這是因為量子理論沒有提供關於物體的確切信息，比如計算一個棒球在力學中的軌跡。相反，這些理論揭示了最有可能的位置，或者是一些行動最有可能的結果。麥克內斯說，關於這個問題上已經開展了很多工作，特別是史蒂芬霍金和斯蒂芬佩裡，他們在2015年提出，進入黑洞的信息並沒有被儲存在黑洞的深處，而是在它的邊界上，叫做“事件視界”。到目前為止，物理學家們無法就這一解釋達成一致。
10、裸奇點存在嗎?
所謂裸奇點是理論中沒有視界包圍住的引力奇點。在廣義相對論中所描繪的黑洞是由奇點與包圍住它的視界所構成，速度最快的光也無法逃脫到視界之外，因此理論上外界觀察者無法直接觀測到黑洞內部的現象。裸奇點則與之相反，光與其他粒子有機會逃離奇點至遠方，而視界因此不存在。也就是說，以往我們以為造訪黑洞裡的奇異點是趟有去無回的旅程，但其實你卻可以在非常接近裸奇點後全身而退，並敘述你此行的見聞。裸奇點的存在對於天文物理等領域來說有其重要性，其中之一是可能得以觀察到星體坍縮成無限大密度的點的一些過程。另一方面，其存在與特性是對量子引力理論進行檢驗的良好機會。傳統看法認為大質量恆星最終會坍塌成黑洞，但有些理論模型卻預測那會形成“裸奇點”，這是天文物理上懸而未決的重要問題。
11、聲波如何產生光？
聽起來像天方夜譚。儘管粒子物理問題解釋了許多未解決的問題，但在實驗室仍然可以觀察到一些謎團：聲光是其中之一。如果你取一些水，用聲波擊中它，氣泡就會形成。這些氣泡是被高壓包圍的低壓區，外部壓力推動著內部低氣壓的空氣，氣泡很快就會破裂。當這些泡沫破裂時，它們會發出光，閃爍的時間是萬億分之一秒。
目前存在的問題是，光的來源還遠不清楚。從微小的核聚變反應到某種類型的放電，甚至是氣泡內部氣體的壓縮加熱等理論都無法解釋它。物理學家們測量了這些氣泡內部的高溫，竟然高達數萬華氏度。他們並拍攝了大量的光的照片，但是，對於聲波如何在氣泡中產生這些光，仍沒有一個很好的解釋。
12、不管怎樣，重力到底是什麼？
1900年，英國物理學家開爾文曾說過：“將來的物理學已經不會有什麼新發現了。剩下的只有越來越精確的測量。”不過，三十年後，量子力學和愛因斯坦的相對論徹底改變了這個預言。今天，沒有一個物理學家敢斷言我們對宇宙的物理知識接近於完成。相反，每一個新的發現似乎都解開了一個更大的、甚至更深層次的物理問題的潘多拉盒子。在這篇文章裡，你會了解到平行宇宙，為什麼時間似乎只向一個方向移動，以及宇宙的命運。
1、什麼是暗能量？
紫外可見光譜的圖像展示了遙遠的宇宙，圖上的星系正以超過光速的速度加速遠離我們。但是重力的作用是向內部拉的，為什麼星系會遠離我們？為了解釋這一點，天體物理學家提出了一種無形的媒介，通過將時空分開來抵消重力，他們稱之為暗能量。在最被廣泛接受的暗能量模型中，它是一個“宇宙常數”，是空間本身的固有屬性，它有“負壓力”將空間分開。隨著空間的膨脹，更多的空間被創造出來，並隨之產生更多的暗能量。根據觀測到的膨脹率，科學家們知道，所有暗能量的總和必須佔宇宙總含量的70%以上。但是沒有人知道如何去尋找它，因為暗能量並不會吸收、反射或者輻射光，所以人類無法直接使用現有的技術進行觀測。天文學家們一直以來通過觀測一些宇宙結構和物質受引力的影響以及能夠探測到的輻射來研究這一概念。
2、什麼是暗物質？
據研究，宇宙中大約84%的物質不能吸收也不能發出光線，這種物質被稱為“暗物質”，它們既不能直接被看到，也不能被間接的方法檢測到。與暗能量相似，暗物質的存在和性質是根據它對可見物質、輻射和宇宙結構的引力作用來推斷出來的。這種神祕的物質被認為瀰漫在星系的外圍，可能由“弱相互作用的大粒子（WIMP）”組成。在世界範圍內，有幾個探測器在尋找暗物質，但到目前為止還沒有發現。最近的一項研究表明，暗物質可能會在整個宇宙中形成長長的、細粒度的溪流，而這樣的溪流可能會像頭髮一樣從地球散發出來。
3、為什麼會有時間軸？
為什麼時間會一直持續向前推移？因為宇宙的一個屬性叫做“熵”，大致定義為無序程度，只會增加，所以在發生熵變之後，就沒有辦法逆轉熵的上升。熵增加的事實是一個邏輯問題：粒子的無序排列比有序的排列要多，所以當事物發生變化時，它們往往會陷入混亂。以此推測，宇宙之初物質應該是高度有序的，之後越來越混亂。但這裡的基本問題是，為什麼過去的熵如此之低？換一種方式，為什麼宇宙一開始，有大量的能量被擠在一個小空間裡的時候就如此有序？
4、平行宇宙存在嗎？
天體物理數據表明，時空可能是“平的”，而不是彎曲的，而且它會永遠持續下去。如果是這樣的話，那麼我們所能看到的區域（我們認為是“宇宙”）只是一個無限大的被拼接的多元宇宙中的一個“補丁”。與此同時，量子力學認為，在每個補丁中只能容納有限數量的粒子（10^10^122個不同的可能性）。因此，在無限數量的宇宙斑塊中，它們內部的粒子排列被迫重複無限多次。這意味著有無限多的平行宇宙：宇宙的補丁和我們的完全一樣（那裡包含一個和你完全一樣的人）。你認為這種邏輯有什麼問題嗎，或者這種結果是真的嗎？如果這是真的，我們如何探測到平行宇宙的存在呢？（筆者計劃更新關於多元宇宙和無限宇宙的文章，歡迎關注）。
5、為什麼物質比反物質要多？
反物質就是正常物質的鏡像，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。這也被稱為物質-反物質的不對稱性。
6、宇宙的命運是什麼？
宇宙的命運在很大程度上取決於一個未知的因素：一種衡量宇宙中物質和能量密度的指標：Ω。如果Ω大於1，那麼時空就會聚攏。當沒有暗能量存在時，這樣的宇宙最終會停止膨脹，取而代之的是開始收縮，最終在一個被稱為“大危機”的事件中崩潰。如果宇宙是封閉的，但有暗能量，那麼球形宇宙就會永遠膨脹下去。如果Ω小於1，那麼空間的幾何形狀就像馬鞍的表面一樣“打開”。在這種情況下，它的最終命運是“大凍結”，接著是“大撕裂”。首先，宇宙的向外加速會撕裂星系和恆星，使所有的物質都變得寒冷而孤獨。接下來，加速度會變得非常之強，以至於它會壓倒將原子聚集在一起的力的作用，所有的東西都會被扭開。如果Ω=1，宇宙就會是平的，像無限的平面向四面八方延伸。如果沒有暗能量，這樣一個平面宇宙將會永遠膨脹，但會不斷減速，接近停滯。如果有暗能量，平坦的宇宙最終會經歷失控的膨脹，從而導致大撕裂。無論如何，宇宙可能正在消亡。
7、弦理論是正確的嗎？
談到弦論，人們就感到頭暈腦脹，就算是弦論專家也煩惱不已，而其他物理學家則在一旁嘲笑它不能做出實驗預測，普通人更是對它一無所知。弦理論是理論物理的一個分支學科，弦論的一個基本觀點是，自然界的基本單元不是電子、光子、中微子和夸克之類的點狀粒子，而是很小很小的線狀的“弦”（包括有端點的“開弦”和圈狀的“閉弦”或閉合弦）。弦的不同振動和運動就產生出各種不同的基本粒子，能量與物質是可以轉化的，故弦理論並非證明物質不存在。它無法獲得實驗證明的原因之一是目前尚沒有人對弦理論有足夠的瞭解而做出正確的預測，另一個則是目前的高速粒子加速器還不夠強大。科學家們使用目前的和正在籌備中的新一代的高速粒子加速器試圖尋找超弦理論裡主要的超對稱性學說所預測的超粒子。
8、混亂之中存在有序嗎？
雖然現在科學發展迅速，但物理學家並不能精確地解決一組描述流體行為的方程式，從水到空氣再到所有其他液體和氣體。事實上，我們還不知道所謂的Navier-Stokes方程的一般解是否存在，或者，如果有解，它是否描述了流體，或者包含了固有的不可知的點（所謂的奇異點）。因此，混亂的本質還沒有被很好地理解。物理學家和數學家們想知道，天氣到底僅僅是難以預測的，還是天生不可預測的？湍流是否超越了數學描述，或者當你用正確的數學方法解決它時，一切都有意義嗎？
9、黑洞裡面發生了什麼？
如果一個物體被吸入黑洞會發生什麼？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，以至於它的逃逸速度比光速還快——而光是最快的東西。然而，一個叫做量子力學的科學分支說量子信息不能被摧毀。芝加哥洛約拉大學的物理學副教授羅伯特麥克內斯說：“如果你以某種方式消滅了這些信息，就會出現一些混亂。”這就是“信息悖論”。量子信息與我們在電腦上存儲的信息和我們大腦中的東西有一點不同。這是因為量子理論沒有提供關於物體的確切信息，比如計算一個棒球在力學中的軌跡。相反，這些理論揭示了最有可能的位置，或者是一些行動最有可能的結果。麥克內斯說，關於這個問題上已經開展了很多工作，特別是史蒂芬霍金和斯蒂芬佩裡，他們在2015年提出，進入黑洞的信息並沒有被儲存在黑洞的深處，而是在它的邊界上，叫做“事件視界”。到目前為止，物理學家們無法就這一解釋達成一致。
10、裸奇點存在嗎?
所謂裸奇點是理論中沒有視界包圍住的引力奇點。在廣義相對論中所描繪的黑洞是由奇點與包圍住它的視界所構成，速度最快的光也無法逃脫到視界之外，因此理論上外界觀察者無法直接觀測到黑洞內部的現象。裸奇點則與之相反，光與其他粒子有機會逃離奇點至遠方，而視界因此不存在。也就是說，以往我們以為造訪黑洞裡的奇異點是趟有去無回的旅程，但其實你卻可以在非常接近裸奇點後全身而退，並敘述你此行的見聞。裸奇點的存在對於天文物理等領域來說有其重要性，其中之一是可能得以觀察到星體坍縮成無限大密度的點的一些過程。另一方面，其存在與特性是對量子引力理論進行檢驗的良好機會。傳統看法認為大質量恆星最終會坍塌成黑洞，但有些理論模型卻預測那會形成“裸奇點”，這是天文物理上懸而未決的重要問題。
11、聲波如何產生光？
聽起來像天方夜譚。儘管粒子物理問題解釋了許多未解決的問題，但在實驗室仍然可以觀察到一些謎團：聲光是其中之一。如果你取一些水，用聲波擊中它，氣泡就會形成。這些氣泡是被高壓包圍的低壓區，外部壓力推動著內部低氣壓的空氣，氣泡很快就會破裂。當這些泡沫破裂時，它們會發出光，閃爍的時間是萬億分之一秒。
目前存在的問題是，光的來源還遠不清楚。從微小的核聚變反應到某種類型的放電，甚至是氣泡內部氣體的壓縮加熱等理論都無法解釋它。物理學家們測量了這些氣泡內部的高溫，竟然高達數萬華氏度。他們並拍攝了大量的光的照片，但是，對於聲波如何在氣泡中產生這些光，仍沒有一個很好的解釋。
12、不管怎樣，重力到底是什麼？
重力到底是什麼呢?其他的力是由粒子來調節的。例如，電磁學是光子的交換，弱核力由W和Z玻色子攜帶，而膠子攜帶著強大的核力，將原子核結合在一起。所有其他的力都可以被量子化，也就是說它們可以被表示成單獨的粒子並且有非連續的值。
引力似乎不是這樣的。大多數物理理論認為，它應該由一個叫做引力子的無質量粒子攜帶。問題是，還沒有人找到引力子，而且還不清楚何種粒子探測器都能看到它們，因為如果引力子與物質相互作用，它們就會非常非常罕見地發生，所以它們很少會在背景噪音中被發現。引力子是無質量的，即使它們有質量，也應該非常非常小，比中微子還小，中微子是已知的最輕的粒子之一。弦理論假設引力子（和其他粒子）是閉合的能量循環，但是到目前為止，數學工作還沒有對此產生多少見解。
一些物理學家如Theodor Kaluza和Oskar Klein認為，重力可能是另外維度上的粒子形成的，超越了我們熟知的時空所在的維度，但這是否正確仍然是未知的。
來源：愛吃火腿的雞
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