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今天小编给各位分享物理问题的知识,文中也会对其通过5个目前还无法解释的物理问题,每一个都困扰科学界近百年的时间和有哪些现象是物理学家至今仍无法合理解释的?等多篇文章进行知识讲解,如果文章内容对您有帮助,别忘了关注本站,现在进入正文!
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一、5个目前还无法解释的物理问题,每一个都困扰科学界近百年的时间
现在我们知道,地球是太阳系中的一颗行星,在太阳系中有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在海王星的外面还有一颗冥王星,曾经冥王星也属于一颗行星,但是后来科学家发现冥王星的体积和质量都太小了,于是就将冥王星踢出了行星的行列,如今太阳系只剩下了八大行星,在冥王星的外面还有柯伊伯带和奥尔特星云,如果人类能够飞出奥尔特星云,那么人类才算是真正的飞出了太阳系,虽然人类探索宇宙已经很多年了,但是在宇宙中仍然存在很多人类无法解释的问题,下面我们就一起来看看这些困扰科学界近百年的物理问题。
第一个人类还无法解释的问题——宇宙是如何诞生的?
现代科学认为我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大,能量无限大,密度无限大,热量无限大,体积无限小的点,这个点爆炸之后宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,虽然宇宙大爆炸的理论在科学家比较认可,但是宇宙大爆炸的理论还存在很多漏洞,比如说奇点是如何诞生的?为什么宇宙爆炸之后会向四周膨胀,这些问题,目前科学家也无法解释,不过人类是地球上最有智慧的生命。
人类的科技在不断的进步,如果以后等到人类的科技发达到一定程度之后,我们或许能够解开宇宙诞生的奥秘,只不过这需要非常漫长的时间,小编希望这一天能够早日到来。
第二个人类无法解释的问题——暗物质是什么
可能很多人都听说过暗物质,暗物质在很早的时候就被科学家提出来了,科学家推测,在我们的宇宙中存在一种看不见也摸不着的神秘物质,这种物质不和其它任何物质发生化学反应,所以我们到现在也没有找到暗物质,科学家认为,暗物质在宇宙大爆炸之后就诞生了,暗物质能够释放出暗能量,暗能量是一种非常强大的能量,它能够推动宇宙不断的膨胀,还能够控制天体的运动,为什么这么说呢?因为科学家在观测银河系时发现,银河系边缘的天体都在有规律地转动,我们知道,在银河系的中心位置有一颗超大质量的黑洞。
这个黑洞的引力非常强大,不过一般来说,越是靠近黑洞附近的天体,它受到的引力影响就越大,越是远离黑洞附近的天体,它受到的引力影响就越小,而银河系边缘的天体受到黑洞的引力非常小,但是它们转动的速度却很快,我们都知道物质在运动时会产生离心力,转动速度越快,离心力就越大,如果按照常理来说,银河系边缘的天体应该会被离心力甩出去才对,但是银河系边缘的天体不仅仅没有被离心力甩出去,反而能够稳定的围绕银河系中心转动,所以科学家猜想,这可能和暗物质有关系,目前科学家也在积极的研究暗物质,未来随着人类科技的进步,说不定我们能够找到暗物质。
第三个人类无法解释的问题——虫洞真的存在吗
虫洞最早是爱因斯坦提出来的,爱因斯坦是人类历史上最伟大的物理学家之一,爱因斯坦为人类科技发展做出了重大的贡献,爱因斯坦曾经预言宇宙中存在黑洞、引力波、虫洞等等,目前黑洞和引力波已经被科学家证实了,而虫洞现在科学家还没有找到,爱因斯坦认为虫洞是一种能够穿越时空的隧道,如果我们能够进入虫洞,那么我们就能够穿越到另一个宇宙中去,只不过想要进入虫洞是一件非常困难的事情,有一些人猜想,黑洞可能就是虫洞的入口,我们知道黑洞的特性就是不断的吞噬物质。
而这些被黑洞吞噬的物质到底去了哪里?目前科学家也不知道,科学家猜想,在黑洞的另一端可能还存在一个神秘的天体,这个天体就是白洞,黑洞吞噬的物质会由白洞喷发出去,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,虫洞就能够穿越时空的隧道,只不过到现在为止,人类还没有在宇宙中发现虫洞,想要发现虫洞,人类还需要继续努力才行。
第四个人类无法解释的问题——正反物质的数量不对等
正物质和反物质在1927年的时候就被科学家提出来了,当时物理学家保罗.狄拉克在方程式中无意间发现了负能量,然后他便提出了反物质,他认为任何物质都是有正反两面性的,当正物质和反物质相互碰撞后,就会发生湮灭反应,同时还会产生巨大的能量,既然如此,那么在宇宙中有一个正物质就会存在一个反物质,但是我们在宇宙中发现了很多正物质,却没有发现反物质,这样科学家感到非常奇怪。难道说反物质被某种神秘力量控制起来了?
如果说宇宙中的反物质大量出现,那么宇宙中所有的物质都会发生湮灭反应,然后消失,所以反物质没有出现的原因就是它们隐藏在宇宙的某一个角落中,不过以目前人类的科技还没有办法找到反物质,未来随着人类科技的进步,说不定我们能够找到反物质。
第五个人类无法解释的问题——地球磁场是如何形成的?
现在我们知道地球是一颗行星,地球之所以能够诞生生命和地球磁场有很大的关系,由于地球磁场非常强大,所以它能够牢牢的抓住大气层不被太阳风吹走,如果地球没有磁场,那么大气层很快就会消失,没有大气层太阳紫外线就会直接照射到生物的皮肤上,让生物无法生存,所以说地球磁场对于生命来说很重要,不过到目前为止科学家也没有解开地球磁场的奥秘,有一些科学家认为,地球能够诞生磁场和地球内部的金属有关系,地球内部的金属都是太阳系早期 形成的。
这些金属经过长时间的沉积,慢慢地沉积到了地球的内部,所以才让地球有了强大的磁场,虽然这只是科学家的猜想,但也是有一定道理的,目前科学家也在积极的寻找地球磁场的奥秘,未来随着人类科技的进步,我们一定能够解开地球磁场的奥秘。
宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中还隐藏着很多我们不知道的秘密,人类是地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步,未来随着人类科技的进步,我们一定能够发现更多的奥秘,小编希望人类能够早日解开宇宙中的奥秘,对此,大家有什么想说的呢?
一、有哪些现象是物理学家至今仍无法合理解释的?
物理学一开始就是为了理解这世界而出现的,然而现在无法解释的东西还是太多,都不能一一列举,下面列举一些个人认为比较典型的。
物理常量无法解释。说到物理常量很多人都比较陌生,这里也不列举。物理常量是什么?可以理解为宇宙中的一些基本量,现在科学家无法解释物理常量为何是这么多,科学家虽然想尽一切办法消除小数点(物理常量太复杂),比如光在真空中的速度直接用来定义一米是多少,这样一来直接精确光速,然而这并没有什么用,比如普朗克常量h=6.6260755(40)×10^-34J·s ,比如万有引力常量,为什么恰好是那么多?
因为我们现在所掌握的科学技术,放眼整个宇宙来说,不过是沧海一粟,太过渺小。
不提宇宙,就说我们生活的地球,我们自己都还没完全搞懂,地球最近的月球,也有无数的盲点。
比如:月球到底是不是空心的?
比如:地球到底是怎么形成的?为何其他的星体都是由单一元素或者几种元素构成,而地球上的元素如此之多,完全不合理。
比如:人类的起源到底是什么?古猿吗?早期智人吗?越来越多人开始不相信了。
比如:史前文明高度发达,那些人为什么消失,又去了哪里?
比如:玛雅文明三大历法中,除去金星历、地球历,还有一种历法,明确提到太阳系还有一颗行星,位于金星和地球之间,而现在那里有一片碎片陨石代,那颗行星去哪里了?
比如:时间的概念到底是什么?时间是可以测量和把控的嘛?时间是否真的可以作为四维空间的一个维度?
诸如此类的疑问,不胜枚举,还需要我们的科学家不断的去探索。
事实上物理学发展到如今虽然有无数的分支,然而其本身却不完善也不可能完善,物理学的魅力就在于此。
二、有哪些当前科学理论都无法解释,但确实存在的物理现象?
量子力学中有当前科学理论都无法解释,但确实存在的物理现象:量子纠缠以及量子隧穿这两种神奇的现象。
量子力学从上世纪初创立至今,已经过去百年,量子力学诞生起就受到科学的质疑,微观量子领域的物理现象具有明显的随机性、没有规律可寻,也是当前科学理论都无法解释,但确实存在的物理现象。于是称量子力学是属于诡异学术的一类,爱因斯坦对量子力学也是持怀疑态度,讽刺道:上帝不会掷骰子。量子力学存在两种现象用当前科学理论都无法解释,确实存在的现象。
量子纠缠:对于物理学读者不是新的名词,量子领域中神奇的现象,简单来说:两个及两个以上的粒子感知对方变化并产生对应的变化,心有灵犀一样,为何无法解释呢?两个及两个以上的粒子感应变化并产生对应的变化不受时间与空间限制,一个在地球,一个在外太空,同样可以感知,量子纠缠速度是光速的千万倍,与相对论中光速的定论产生矛盾,爱称量子纠缠是神奇的现象。
量子隧穿:微观粒子穿入位势垒就是:人面对墙可以穿透跑过去,这中说法在经典物理学中是不可能发生、且无法解释,但是这种物理是确实存在量子力学当中的,我们认识到:人对于宇宙、微观世界的了解几乎为零。
爱对于量子力学持怀疑的态度,爱坚信宇宙都在遵守规律运转,量子力学的不可测性则像概率学一样,爱晚年研究方向是找到量子领域中背后的规律,但是爱因完成这个项目之前,就逝世了,只留下未解的谜团留给后世,或许量子领域以不可测为主要性质,又或许很多年后有比肩与爱的科学家揭开了量子领域的背后的规律。
三、在科学界里,都有哪些至今无解的离奇事件呢?
谜题一 邪恶轴线
宇宙学家现在普遍相信宇宙肇始于一次大爆炸。既然是大爆炸,当然就会留下辐射,可如果你在这种辐射中发现了与上述结论相互矛盾的现象,你将作何感想?2015年,伦敦帝国大学的两位科学家就遇到了这样的难题,他们把自己的发现称之为宇宙的“邪恶轴线”。
他们到底看见了什么?他们原本以为太空中的那些热点和冷点是随机四处散落的,但他们的分析却表明,宇宙微波背景上的这些点看来都是沼着一个横跨太空的特定方向分布的。这种排列是“邪恶”的——我们原本以为自己已经了解了早期宇宙,而现在它却让我们不再自信。现代宇宙学是建立在这样一种假设之上的:无论我们往哪个方向看,宇宙都应该是基本一样的。如果宇宙辐射在方向上有所偏好的话,上述假设就不能成立了,而我们关于宇宙历史的最佳理论当然也就不成立了。
除非有人能证明这条“邪恶轴线”的产生只是因天文望远镜和人造卫星在观测宇宙辐射时的方式有偏差而导致的错觉,或者能证明在我们的附近有一个超大的星系团,其巨大的引力拉动足以将宇宙辐射扭曲成异常形式,如我们所见的“邪恶轴线”。如果是这样的话。那么宇宙学的灾难或许就能避免。
究竟是哪里出了问题?无人知道,毕竟我们的能力很有限——我们对银河系以外的所有观测都受到银河系这个大圆盘的遮挡。有科学家指出,正由于此,我们在对银河系以外的状况进行解释时必须慎之又慎。
欧洲空间局最近发射的“普朗克号”空间望远镜或许能破解上述谜题,因为它将绘制最完整、精确度最高的宇宙微波背景辐射地图。
谜题二 暗流涌动
我们无法看见我们所在的宇宙的地平线(可见地平线)之外都有些什么,这仅仅是因为从那里发出的光线还没能到达我们。尽管看不见,我们还是假定太空充满相同的东西,无论你走到宇宙的哪一点,你所看到的都一样。
可是,一项发现却让上述假定站不住脚了。美国宇航局的科学家发现,一组星系团正以极高的速度,朝着人马座和帆船座之间的一小片天空移动。科学家称之为“暗流”(与其他宇宙奥秘比如暗物质、暗能量相对应)。似乎无法用别的原因来解释这些星系团为何会以如此危险的速度移动,除非它们受到了可见地平线之外某种东西的异常强烈的引力拉动。这会是什么东西呢?最明显的答案是,那里一定存在大家伙,比我们已知宇宙中的所有东西都大得多。如此庞然大物能够施加极大的力量,以至于让宇宙“翘”起来,导致宇宙中的物质朝着一个特定方向移动,就像我们观察到的暗流所暗示的那样。
在可见的宇宙之外,看来的确是有某种东西在拉动星系团。但究竟是什么东西呢?假如这样的宇宙巨无霸结构确实存在,它们就只会以一个新的奥秘替换另一个奥秘。现有宇宙学的基石之一是哥白尼原则,其核心就是我们所在的宇宙区域并无什么特别之处。假如在我们可见的地平线之外存在巨无霸结构,那么在我们所在的这块宇宙区域之内也应该有这样的结构存在,但问题是我们迄今并未发现这样的巨无霸。
有迹象表明,这种巨大的拉力或许根本就是来自于另一个宇宙。这对于宇宙膨胀论的支持者来说是个好消息。这种理论认为,宇宙实际上由很多个“微型宇宙”构成。
谜题三 史前温室
距今5600万年前-3400万年前之间的时期被称为始新世。来自始新世早期和中期的地质证据给我们带来了一个坏消息:在这些时期,地球热带地区的平均气温可能高达40℃,两极地区的平均气温也可能高达15—20℃。对于“始新世温室效应”的产生机制,现有的气候模型根本无法解释。
无论以哪种方式观察这个始新世之谜,它对于地球上的生命来说都是坏消息。首先,如果我们调整现有的气候模型(不管调整哪个参数),让它能够解释“始新世温室效应”,然后再用这样的模型来预测今后地球的情况,那么结果将非常可怕。其次,“始新世温室效应”暗示,没有任何反馈机制可以抵消失控的全球变暖趋势。第三,地质证据还表明,始新世发生过植物大灭绝。
如果现在的地球上发生同样的事,那么热带植物将走向灭绝,植物吸收的二氧化碳数量随之减少,而这将增加又一种导致大气中二氧化碳水平上升的方式。总之,“始新世温室效应”暗示我们,如果目前全球变暖加剧的趋势不被遏制的话,那么所产生的后果可能比我们预测的最恐怖的情况还要恐怖得多。
谜题四 真病假病
假如你感觉很疲倦,皮肤受损、疼痛,感觉有虫子在皮肤表面或下面爬动,或有怪异细丝在那里生长,那你很可能患了莫吉隆斯症。不过,这种病或许根本就不存在,因为至今无人知道莫吉隆斯症究竟是真病还是假病。
上面描述的各种症状最初是由17世纪的英格兰医生托马斯·布劳恩报告的,但之后很久都没有同样的病例出现,直到2002年,一位妇女宣告了莫吉隆斯症的回归——她坚持说,她的孩子患了奠吉隆斯症。
探索医学史,你会发现莫吉隆斯症常被描述成“原因未明的皮肤病”或“寄生虫妄想症”,后者指一种心理疾病,患者误以为自己的皮肤感染了寄生虫。在互联网时代,诸如此类的“妄想症”非常容易流传开,这可能就是过去三年来莫吉隆斯症报告案例突然增多的原因——上网查资料的人多的是,怀疑自己得了这病那病的人自然也多的是。过去300年来都不见这种病,现在怎么就多起来了呢?
美国疾控中心针对莫吉隆斯症的一项大规模的系统性研究正加紧进行,目的是查明这种疾病是否真有生理学基础。
谜题五 奇怪加速
2009年11月13日,欧洲空间局的“罗塞塔”飞行器第三次也是最后一次飞过地球,然后飞往“67P/丘留莫瓦一格拉西梅”彗星。这一回,美国宇航局的退休工程师约翰·安德森对“罗塞塔”观察得特别仔细。他为什么要这样做?
1990年12月,美国宇航局的“伽利略”飞行器在迂回前往木星的途中,曾飞过地球以被“弹射”。然而科学家发现,这架飞行器在离开地球时,其速度比“弹射”后应有的速度快了每秒3.9毫米。最大的增速发生于1998年,当时美国宇航局的“里尔一苏梅克”飞行器的速度额外增加了每秒13.5毫米。而对于欧洲空间局的“罗塞塔”来说,其速度早在2005年就已经额外增加了每秒大约1.8毫米。
这些增加都出乎科学家的意料,因为他们运用已有的物理学知识根本无法解释这种加速。安德森收集了所有这方面的数据,他总结出了一个经验公式:如果将飞行器经过地球时的进入轨道角度、离开轨道角度及地球的旋转速度,同飞行器的额外加速联系起来,那么在进入和离开的轨道与地球赤道对称时,最小的额外增速就出现了。更奇怪的是,他在这个公式中引入了光速。这背后的物理机制究竟是什么呢?
从普遍接受的标准物理学中是找不到答案的,但一些科学家提出了多种新奇的解释,其中包括暗物质、相对论修正、地球引力场本身不平衡、某种惰性神秘物及光的本质等概念。在这中间,最没有争议的观点是,这种额外加速跟绑定到地球的暗物质有关。目前,安得森等人正在对这种观点作进一步的验证。
谜题六 杂交生命
如果你了解海鞘的基因组,你一定会大吃一惊。海鞘的一半基因的进化史简单明了,另一半也同样简单明了,但问题是这两半的进化史完全不同,海鞘看来并非安分地呆在脊索动物中间坐等进化(脊索动物的进化线条跟人类及其他脊椎动物是一样的)。实际上,它就像是一种远古脊索动物同海胆的祖先‘嫁接’的产物。
把两条泾渭分明的进化线条融合起来,按理说完全是胡搞。根据公认的生物学知识,“半人半兽”之类的杂交体注定会成为进化上的死结。然而,公认的知识在这里再一次出错。尽管大家都以为“杂交是坏的,纯粹的物种才是好的”,但事实却是,杂交在某种程度上就像是变异——大多数变异固然不好,可偶尔变异也是一种需要。变异究竟是好是坏,完全由自然选择所决定。
生物学家们正在达成一种共识,就是自然界的大部分生物并非是“纯洁”家族线条的产物,而是多条进化线条交织的结果。例如,基因指令能将毛毛虫变成与之形态截然不同的花蝴蝶,其中的道理或许就在于此。实际上,这类变形在海洋生物中尤其普遍,或许是因为受精过程发生在海洋这种开放式的大环境中,精于很容易被带往“错误的”(另一个物种的)卵子——如此众多的、千差万别的动物都把卵子留在同一片域等待受精,难免张冠李戴地“乱授精”,完全意想不到的后果便应运而生。
这方面的一个典型例子是一种海星。开始时,小海星体内甚至有一只更小的海星。最后,更小的海星游离出来,两只海星各奔前程,成为实实在在的两只海星。这样的“一变二”令科学家感到很惊讶。那么,像这样的生物杂交现象究竟有多普遍呢?至少有10%的植物种类可能是以某种方式杂交出来的。至于这种现象在更“高等”的物种中间的普遍程度如何,目前还不清楚。科学家承认,他们对杂交仍然所知甚少。
谜题七 海中杂音
2007年夏天,美国的一组水下测音器接收到一个奇隆的声音。在一分钟内,它的频率迅速上升,然后神秘消失。水下测音器是冷战时期的一种潜艇追踪仪,它在这年夏天多次接收到这一奇怪信号,但之后却再未听见。无人知道是谁制造了这个声音,现在它被称为“布拉普杂音”。
这并非人们首次听见海洋中的神秘声音。2007年5月,水下测音器还听到过一种“减速声”。在大约7分钟的过程中,它逐渐降低声调,就像飞机经过时的声音那洋。这个奇怪声音的来源至今仍不清楚,但似乎是来自南美洲西海岸某处。令人惊讶的是,在2000千米之外竟然能听到它。
在“布拉普杂音”之类的海洋怪声背后究竟是什么呢?“布拉普杂音”听起来像是动物的叫声,但又比任何鲸鱼的叫声大得多。如此来看,制造“布拉普杂音”的“海洋动物”应该比任何鲸鱼都大,或者说它们应该是效率极高的声音制造者。至于“减速声”的来源,现在最流行的解释是——它是南极冰山碎裂声。要真是这样的话,全球变暖可能进一步加剧了。
上述两个声音之谜只不过是沧海一粟。美国大气海洋局部署在大西洋、北冰洋、格陵兰海域、白令海和南极海域的水下测音器每年都接收到海洋中的各类神秘声音,加起来已有成百上千种。
谜题八 物质之谜
宇宙学理论认为,最初的大爆炸应该在宇宙中产生了同样数量的物质和反物质。如果真是这样,宇宙就应该在物质与反物质相遇的自发湮灭中消失无踪,也就是说宇宙应该一开始便结束了。可我们现在还能在这里思考这个矛盾的问题,这自然意味着上述湮灭场景一定出了什么问题。是什么问题呢?
在核加速器中进行的试验告诉我们,在早期宇宙中,每产生100亿个反质子,就应该有100亿加1个质子。这种微小的不平衡对其他粒子如电子来说也是一样的。那些额外的粒子最终累积成了我们今天所见的充满物质的宇宙。那究竟是什么原因造成了早期宇宙的这种不平衡呢?
简短的答案是“不知道”。一种可能的答案是,“缺失”的反物质正潜伏在宇宙附近的遥远地带。不过,这种可能性看来并不存在。一个较好的解释来自于“弱作用力”,它主宰着一些核过程,包括放射性β衰变。1964年,物理学家发现弱作用力在对付物质和反物质方面的力度并不对称,从而造成物理学上所称的“CP破缺”。这让一些粒子物理学家推测,物理学法则实际上是不平衡的。问题是,粒子物理学的标准模型指出,现有物理学法则的这么一点点不平衡,即一点点“CP破缺”是远远不够的。
解释早期宇宙中物质、反物质不平衡的其他观点,涉及到一种假想粒子——马约喇纳量子。物理学家认为,马约喇纳量子不等量地创造了中微子和反中微子,最终导致物质与反物质数量不对等。科学家希望,正在进行中的大型强子对撞机试验能够发现马约喇纳量子。要是这样的话,物质、反物质数量不平衡的谜底就可能揭晓。
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