宇宙十大未解之谜

我们的世界是由我们无法完全理解的各种看不见的力量所塑造。目前还有很多宇宙中困扰着物理界的一些未解之谜。从暗物质到多元宇宙，是时候深入探讨一个世界，在这个世界里，真理比小说更陌生。

1.暗物质–蜘蛛网

行星，恒星，小行星，星系-我们实际上可以看到的东西-不到宇宙总数的5％。科学家认为，另外约25％是一种奇怪的物质，称为暗物质：我们看不到它，我们不了解它，但是我们可以肯定它在那里。

科学家认为，暗物质就像蜘蛛网一样，将快速移动的星系聚集在一起。而且这些东西太多了，它扭曲了太空的外观，因此当天文学家观察遥远的星系时，它们常常显得扭曲。我们有充足的证据证明暗物质存在的，但是对于它是什么，这仍然是一个谜。一些人认为暗物质是由一个或多个未被发现的粒子组成，另一些人则认为这是一种未被发现的具有引力性质的物质。不管真相如何，暗物质都是一个真正的难题，而且很难确定。

2.黑暗的能量– Poltergeist

那么，如果暗物质占宇宙的25％，正常物质占5％，那么其他70％又如何呢？我们认为其余的完全是“暗能量”，其力量足以将整个宇宙瓦解。暗物质似乎使星系混合在一起，而暗能量似乎想将一切推开。我们都知道宇宙正在膨胀，但它的膨胀速度超过了应有的速度，科学家认为暗能量是罪魁祸首。但是暗能量从何而来呢？有些人认为它是由量子粒子之间的碰撞产生的，但没人能确定。

3.量子纠缠-幽灵般的行动

量子纠缠是一种被阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）称为“远距离的怪异动作”的现象，量子纠缠是一种现象，通过这种现象，宇宙中完全不同部分的两个粒子可以相互链接，从而反映了对方的行为和状态。

量子纠缠对古典物理学造成了挑战，因为它破坏了一些我们以前认为不可破解的基本定律。粒子之间的距离是如此的遥远，为了联系它们必须相互发送信号，其传播速度快于光速。这是以前认为不可能实现的壮举。以两颗向相反方向移动但速率相同的电子为例，即使一颗行至太阳边，一颗行至冥王星边，在如此遥远的距离下，它们仍保有关联性（correlation）；亦即当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即时发生相应的状态变化。如此现象导致了鬼魅似的超距作用之猜疑，仿佛两颗电子拥有超光速的秘密通信一般，似与狭义相对论中所谓的定域性原理相违背。这也是当初阿尔伯特·爱因斯坦与同僚玻理斯·波多斯基、纳森·罗森于1935年提出的EPR佯谬来质疑量子力学完备性的理由。

尽管如此，研究表明量子纠缠确实存在。即使我们不了解它，我们仍然有可能使用它。由于其怪异的特性，纠缠最终可能成为下一代计算和通信的基础。

4.反物质–邪恶的双胞胎

反物质可以抵消正常物质，当两者接触时都被立即摧毁。因此，反物质有可能摧毁我们以及我们所爱的一切。但是不要害怕，反物质已经被证明是有用的。当反物质与物质相遇并相互摧毁时，它会释放能量。科学家希望有一天能使用反物质/物质相互作用释放的能量为航天器提供动力。

我们周围的宏观物质主要由重子数为正的质子和中子所组成。因此，这样的物质被称为正物质，由他们的反粒子组成的物质相应地叫反物质。从粒子物理的角度讲，正粒子和反粒子的性质几乎完全对称，那么为什么自然界有大量的正物质，而却几乎没有反物质呢？这正是我们要讨论的问题。

反物质就是正常物质的镜像，正常原子由带正电荷的原子核构成，核外则是带负电荷的电子。但是，反物质的构成却完全相反，它们拥有带正电荷的电子和带负电荷的原子核。从根本上说，反物质就是物质的一种倒转的表现形式。爱因斯坦曾经根据相对论预言过反物质的存在：“对于一个质量为m，所带电荷为e的物质，一定存在一个质量为m，所带电荷为-e的物质（即反物质）”。按照物理学家假想，宇宙诞生之初曾经产生等量的物质与反物质，而两者一旦接触便会相互湮灭抵消，发生爆炸并产生巨大能量。然而，出于某种原因，当今世界主要由物质构成，反物质似乎压根不存在于自然界。正反物质的不对称疑难，是物理学界所面临的一大挑战。

理论上讲反物质可以抵消正常物质，当两者接触时都被立即摧毁。因此，反物质有可能摧毁我们以及我们所爱的一切。但是不要害怕，反物质已经被证明是有用的。当反物质与物质相遇并相互摧毁时，它会释放能量。科学家希望有一天能使用反物质/物质相互作用释放的能量为航天器提供动力。

5.费米悖论–小绿人

宇宙真的很大很大，人类就像沧海一粟般渺小。人类从来没有放弃过寻找地外生命的希望，然而至今任然未找任何蛛丝马迹。

费米悖论的提出具有重要的意义，它是一个有关飞碟、外星人、星际旅行的科学悖论，阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。

1951年的一天，诺贝尔奖获得者、物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人问题时，突然冒出一句：“他们都在哪儿呢？”这句问话引出的科学论题，被称为“费米悖论”。

“费米悖论”隐含之意是，理论上讲，人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球，那么，外星人只要比人类早进化100万年，现在就应该来到地球了。换言之，“费米悖论”表明这样的悖论：A.外星人是存在的——科学推论可以证明，外星人的进化要远早于人类，应该已经来到地球并存在某处。B.外星人是不存在的——迄今，人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。

“费米悖论”自成，在天文学界就有着相当的影响，因为它是基于科学探知的事实：古老的银河系，已有约100多亿年的年龄，而银河系的空间直径却只有大约10万光年，就是说，即使外星人仅以光速的千分之一翱翔太空，他们也不过只需1亿年左右的时间就可以横穿银河系——这个时间远远短于银河系的年龄。而且仅从数学概率上分析，在浩瀚的宇宙里，应该有着众多的类似地球的适合于生命存在的星体。并且这其中，有些星体的年龄要远远大于地球，因此，它们上面的生命进化，也要远远早于地球上的人类。

6.黑洞–大型怪物

黑洞一直是科幻惊悚片的主要情节，它充满暴力，破坏性很大且不可见。黑洞是空间中重力非常强大的区域，在黑洞周围的所有东西都被吸收，甚至没有光可以逸出，这就是为什么我们看不到任何这种情况的原因。

专家认为，仅在我们的银河系中就可能存在多达1亿个黑洞，这些怪兽的体积可能会比太阳大数十亿倍。而且，在包括我们自己在内的大多数星系的中心，都有一个超大质量的黑洞。但是我们不知道当物体穿过中心时会发生什么。他们可能变得“意大利面化”：分散成一长串的物质；它们甚至可以通过捷径运送到我们宇宙的另一部分，这些仅仅是猜测。

2019年4月10日在全球六地（比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京、美国华盛顿）同步发布人类首张黑洞照片，首次证明了黑洞的存在，虽然发现了黑洞，然而人类对黑洞的了解还是非常少。

7.太空咆哮–沉默的尖叫

在太空中，没有人能听到你的尖叫声。空间是真空，因此不应该有任何噪音。但是...你猜错了。整个宇宙充满了声音。太空咆哮不仅仅是日常的声音；实际上是我们在整个太空中检测到的奇怪的无线电信号。你知道无线电波–我们使用它们进行通讯比如传播电视，手机，收音机信号等。看起来感觉太空中到处都是它们，发出的声音足够大，淹没了其他信号，这对于试图探索宇宙的科学家来说是相当麻烦的。

那些咆哮从哪里来？一些人认为这是早期恒星留下的辐射，另一些人则认为是气体围绕星系团或其他星系自身旋转。但是就目前而言，咆哮的宇宙仍然是另一个未解决（且嘈杂）的谜团。

8.宇宙射线–幽灵般的访客

空间可是一个紧张的地方。但是我们在地球上完全被屏蔽了，不是吗？那个……宇宙射线是来自外太空的高能粒子，经常攻击地球。通常，这些颗粒是完全无害的-我们的大气层会保护我们。但是也有一些例外。

在平流层的高处，宇宙射线会影响人类和电子设备。由于宇宙射线的存在，宇航员和飞行机组人员所受到的辐射要比普通人要高，尽管这仍然不足以构成主要风险。但是电子设备是这里真正的潜在受害者。能量足够大的宇宙射线粒子较少部分会直接进入电子系统，从而造成严重损坏。高能粒子会破坏电子数据，导致系统崩溃。在日益数字化的世界中，这不是好消息。我们才刚刚开始了解宇宙射线可能产生的潜在影响，因此人们正在寻找解决方案。

9.多元宇宙– Doppelganger

人类不过是星系中行星上的一个小斑点，它本身仅构成了宇宙的一个微小的，无穷的部分。实际上，宇宙是如此之大，我们所探索的远远少于宇宙的0.1％。

在20世纪50年代，有的物理学家在观察量子的时候，发现了己知道的四种相互作用力。而由于宇宙空间的所有物质都是由量子组成，所以这些科学家推测既然每个量子都产生不同的相互作用力，那么宇宙也有可能并不只是一种相互作用力，而是由多个截然不同的相互作用力宇宙组成。平行宇宙（多远宇宙论天文学上的叫法）的平行作用力宇宙概念的提出，得益于现代量子力学的不同相互作用力事实，尤其直接对立万有引力宇宙。

多元宇宙理论表明，宇宙包含多个宇宙。确实，一些科学家认为宇宙是无限的。这意味着人类的文明，历史和版本不计其数。但是，多元宇宙理论的提出仍然存在很大争议，而且我们不太可能在不久的将来绘制平行宇宙的图表。

10.大危机–宇宙末日何时到来？

所有美好的事物，包括宇宙本身，都必须终结。这想法听起来很疯狂，但似乎跟我们无关。在过去，宇宙末日或者说“大危机”的各种理论都被提出，其中宇宙的膨胀（自大爆炸以来一直在进行）逐渐变细，取而代之的是重力。结果，所有东西-行星，星系，星团-聚集在一起成为一个密集的质量点，直到一切被消灭。不过，不要太担心：这距离数十亿年了。

如今，“大危机”不是我们不可避免的灭亡的唯一理论。其他想法包括“大冻结”，“大反弹”和“大裂口”。因此，请放心，即使我们不知道宇宙如何结束，我们也知道这将是一个相当大的事件。

写在后面的话：

几个世纪以来，人类一直抬头仰望星空，思考着宇宙及其在宇宙中的位置。从时间的曙光开始，我们一直想探索并了解这个世界，但是，仍然有许多谜团。但是在所有不确定的不确定因素中，有一件事是可以肯定的：宇宙比我们想象的要陌生得多，也更加复杂。

数据来源：网络

整理：科普哈哈（翻译）