英媒盘点宇宙七大未解之谜是什么,宇宙中的巨大未解之谜

英国广播公司《科学焦点杂志》网站2月16日刊发题为《宇宙的七大谜团（以及为何成为未解之谜）》一文，作者为马库斯·乔恩。全文摘编如下：

在过去10年里，我们拍摄到一些黑洞照片，窥视到原子的中心，并回顾了宇宙的诞生。但我们对宇宙及宇宙法则的理解仍存在巨大的鸿沟。这些谜团将在未来10年及更远的时间里令物理学家和天文学家感到困惑。

为什么是“有”而不是“无”？

根据宇宙学的标准模型，宇宙最初是“暴胀真空”。宇宙具有超高的能量密度和反引力，导致其膨胀。它的能量密度越高，反引力就越大，膨胀就越快。

与所有的“量子”态相同的是，这种真空是无法预测的。它会在任意地点坍缩为日常所见的普通真空。而暴胀真空蕴含的巨大能量必须得到释放。

释放的能量创造了物质，并将其加热到极高温度，由此创造了“大爆炸”。我们的宇宙只是在不断膨胀的暴胀真空中，众多大爆炸气泡之一。

不可思议的是，整个过程可能始于一片暴胀真空，其质量相当于一袋白糖。所幸，物理学法则，特别是量子力学法则，允许此类物质从“无”到“有”。显然，下一个问题是，物理学法则源自何方？

1918年，德国数学家埃米·诺特对此做出解释。她发现，伟大的守恒定律不过是空间和时间完美对称的结果。即便我们改变视角，事物仍会保持不变。

这种对称的一个惊人特性是，真空（一个完全空无一物的宇宙）也有对称。因此，或许从“无”到“有”的转变并不稀奇。或许，这只是充满星系的宇宙从“无”转变为“结构化的无”。

但为什么会发生这种转变？美国物理学家维克托·斯滕格指出，随着温度的下降，水会变成结构化的水，也就是冰，因为冰更稳定。他猜测，宇宙会不会由“无”变成“结构化的无”，因为“结构化的无”更稳定？

为什么每个星系的中心都有一个巨大黑洞？

在我们的宇宙中，大约有2万亿个星系。据我们所知，几乎每个星系的中心都包含一个超大质量黑洞。它们的大小不等，从质量约为太阳500亿倍的“庞然大物”，到位于银河系中心、质量约为太阳430万倍的“小不点”——人马座A*黑洞。但它们是如何形成的，这是宇宙学巨大的未解之谜之一。

我们知道，恒星级黑洞是由超新星爆炸形成的。但没人知道超大质量黑洞如何形成。

在宇宙历史的大部分时间里，各大星系的中心一直是大量物质被限制在小范围的地方。形成超大质量黑洞的，可能是由恒星级黑洞构成的致密星团，因为恒星级黑洞一直在不断合并。

这方面的初步证据来自引力波探测所揭示的两个黑洞之间的合并。其中一个黑洞太大，不可能是超新星的遗迹，因此可能源自早前的黑洞合并。

形成超大质量黑洞的另一种可能方式是致密气云的直接收缩。

在宇宙大爆炸中，也有可能形成超大质量黑洞。这将为宇宙版本的“先有鸡还是先有蛋”的问题提供新的答案：星系和超大质量黑洞，哪个先出现？

尽管质量超大，但即使最大的超大质量黑洞也不比太阳系大多少。但超大质量黑洞会形成超快物质喷流。在喷流较快的区域，也就是星系的内部区域，喷流吹散了气体，扼杀了恒星形成；而在喷流放缓的区域，也就是星系的外缘，气体受到压缩，恒星由此形成。

什么是暗物质？

暗物质不会发光，或发出的光太微弱，我们无法探测。我们知道暗物质的确存在，是因为发现了它的引力对可见恒星和星系的影响。举例而言，如果没有大量无形物质，银河系绝对不可能在大爆炸以来的138.2亿年里凑够物质来形成恒星，这些无形物质提供的引力加速了这一进程。

欧洲航天局的“普朗克”卫星发现，暗物质占宇宙质能的26.8%，而普通的“原子”物质仅占4.5%。因此，暗物质的质量是可见恒星和星系的6倍。

令人困惑的是，尽管经过数十年的搜寻，但地球上的实验没有找到任何有关暗物质的证据。可以想象，需要修改的不是我们的物质理论，而是引力理论。或者，暗物质不是由单个粒子构成的流体，而是像在我们周围可见的原子物质一样复杂的物质。或许，宇宙中充满了暗恒星、暗行星，甚至暗生命！

时间存在吗？

时间是一个难以把握的概念。我们认为自己所知的说法大多数都是错误的。

举例而言，我们认为时间是流逝的。但对于某种流动物体而言，它必须相对于其他物体流动，就像一条河流相对于河岸流动一样。时间是否会相对于其他事物——比如第二种类型的时间——流动？这种想法似乎很荒谬。时间的流逝很可能是我们的大脑创造的一种幻觉，以此来组织不断通过我们的感官涌入的信息。

我们还强烈感到有着共同的过去、现在和未来。但在我们对现实的基本描述中却没有什么“共同”而言。根据相对论，如何精确地衡量别人的时间取决于他们相对于你移动的速度，或他们承受的引力强度。

这种效应只能在接近光速或超强引力条件下才能观察到，因此在日常生活中并不明显。然而可以得出这样的观点：一段时间，以及一段空间，都是因人而异的。

事实上，还不止于此。空间和时间紧密交织，难解难分。在我们的宇宙中，从大爆炸到宇宙寂灭，所有事件都排布于事先存在的四维时空地图上。没有什么真能“穿越”时间。

正如爱因斯坦在朋友米歇尔·贝索去世后所写：“现在他先于我离开这个陌生的世界。这没什么。像我们这些相信物理学的人都知道，过去、现在和未来之间的区别只是一种顽固执着的幻觉。”

什么是暗能量？

它是无形的，充满了所有空间，它的反引力正在加速宇宙的扩张。天体物理学家在1998年发现了“暗能量”，当时他们正在研究Ia型超新星——据信，这种恒星爆炸会释放出一定量的能量，并以宇宙100瓦灯泡那样的标准光度燃烧。

问题在于，最遥远的超新星比预想中暗淡。宇宙扩张加快了速度，将它们推得更远。

当时认为在广袤宇宙中唯一起作用的力量是引力。引力像星系之间的一张无形网，在为宇宙扩张踩刹车。

有关宇宙正在加速扩张的发现令宇宙学家大吃一惊，他们不得不假定某种物质的存在。惊人的是，这种物质占到宇宙质能的2/3。这种“暗能量”压倒了引力，在大约50亿年前获得了宇宙的控制权。

2022年，欧洲航天局将发射欧几里德太空望远镜。它将测量暗能量如何随宇宙时间变化而变化，希望能为解决科学最大难题提供重要线索。

为什么我们没有看到外星人的迹象？

目前，已提出成百上千种解释，其中包括：我们是银河系中出现的首种智慧生命，因此是完全孤立的；我们身处一个“托儿所世界”，禁止可能对我们的发展产生不利影响的先进文明进入。

一种相对乏味的可能是，外星人在遥远的过去访问地球的任何迹象都会被风、雨和地质演变所消除。但最近，由美国纽约罗切斯特大学领导的一个研究小组提出，我们的太阳可能只是被一波宇宙扩张绕开了。

一个仍然存在的问题是，为什么我们用望远镜搜寻了半个多世纪，都没能在银河系中看到外星人的迹象。美国宾夕法尼亚州立大学团队说，这并不难理解：我们只搜索了银河系的一小部分，相当于如果银河系是地球海洋，我们只搜索了一个浴缸。

为什么大自然基石会三迭代？

如果乐高推出一种新版本的积木，其中每块都比标准积木大成百上千倍；然后它又推出一个版本，每块比标准积木大成千上万倍——你自然会认为这家公司疯了。但这正是大自然对其基本单元夸克和轻子所做的事情。

普通物质仅由两种夸克和两种轻子构成。但还存在“第二代”夸克和轻子，除了重成百上千倍外，所有粒子都与第一代相同；而在第三代粒子中，它们也与第一代相同，但重了成千上万倍。

较重的第二代和第三代粒子需要大量的能量来创造，因此今天很少见。不过，它们很可能在大爆炸中扮演了关键角色。

但为什么每一代粒子的质量都大不相同？美国物理学家、诺贝尔得主史蒂文·温伯格博士做出了一个有趣的猜测。

构成物质的基本单元通过与希格斯场相互作用而获得质量。希格斯场是一种充满所有空间的不可见流体。

这就像操场上的传话游戏：让孩子们接力传递一条信息，传的人越多，信息与起初时的偏差就越大。或许，粒子每降一代，就会“感觉”离希格斯场越远，因此其质量生成效应也就会被削弱。

温伯格不知道这种机制运作的具体细节。但是其他物理学家认为，他可能提供了解答大自然基石三迭代之谜的线索。

来源：参考消息网

世界七大未解之密是什么？

魂之迷
在美国科学家们的考证中发现,人在死前与死后的一刹那重量的确少了十几克.难道是最后一口气的重量吗?但空气是没有重量的,那是什么,难道就是所谓的灵魂?
咒语之迷
“谁要是干扰法老的安宁，死亡就会飞到他的头上“法老们的诅咒”的神话是从卡纳冯勋爵之死开始的。卡纳冯勋爵因被蚊虫叮咬，于1923年4月6日死去..
奇迹之迷
1995年在格林尼治的一个小村庄发生了一件令人惊奇的事，玛丽.马里家的圣母像流下了红色眼泪，当地神父盖里罗依尔认为这是圣像制造商故意而为，圣像眼睛用特殊材料制成，遇热或空气湿润而引发...
人体自燃之迷
我们生活在一个危险的世界里，身边有各种易燃、易爆的东西。那么，我们的身体会不会突然起火？这种想法存在已久，一些莫名其妙的燃烧现象似乎也证实了人体自燃的发生。人体自燃———这是真实事件还是凭空捏造？
韩国客机坠毁之迷
一架从汉城飞往关岛的韩国大韩航空公司的波音747客机于当地时间1997年8月6日凌晨在关岛国际机场附近坠毁，200多人遇难..
UFO之迷
记者在去铅山县永平镇文家桥村的路上，坐在副驾驶座位上突然发现天空中出现了发出耀眼光亮的不明飞行物。此物头部发出耀眼的白光，周边呈桔黄色，并拖出两行近乎平行线的亮迹，类似彗星呈现的慧尾形状，并且飞行的过程无声无息..
裹尸布之迷
最新科学实验证实，“裹尸布”可能出自耶稣那个时代——“都灵裹尸布”困扰着科学界，很多科学家试图解开个中谜团。
泰坦尼克号沉没之迷
达雷假设，如果船员们没有转舵，而是让“泰坦尼克号”和冰山迎头相撞，那么船上的所有乘客也许都能生还。“如果‘泰坦尼克号’按照原来航线行驶，和冰山头对头相撞，那么船会在震动中停泊下来...
肯尼迪死之迷
40年过去了，肯尼迪的遇刺事件真相仍然扑朔迷离，多达36种的不同说法引发争议和关注：有人认为凶手杀总统是为出名、有人认为是南越政府的谋杀，最新的说法是肯尼迪死于政治斗争，当时的副总统策划了这一切...
尼斯湖水怪之谜
尼斯湖水怪，是地球上最神秘也最吸引人的谜之一。 尼斯湖位于英国苏格兰高原北部的大峡谷中，湖长39公里，宽2.4公里。关于水怪的最早记载可追溯到公元565年

七大未解之谜是什么？？

出现代科学的世界七谜。这七谜是： 1.宇宙的形成。近代关于宇 宙发生发展有几种科学说。如爱因斯坦广义相对论的宇宙学，威尔逊的背景辐射宇宙学，盖 莫夫的大爆炸宇宙论，邦迪的稳恒态宇宙论和霍琴柯的量子宇宙论。目前正处于诸说争鸣状态。 2.太阳系第10个行星。已知太阳系有9大行星，到底有没有第10个行星，天文学家们还在寻找。1972年美国天文学家普迪拉预言，在冥王星轨道外侧可能有第10个行星存在。1987年美国航天局安德森根据行星探测器的探测，重提第10个行星存在的可能性，并计算出它的质量和公转周期。1988年美国天文学家哈林顿、鲍威尔和巴西天文学家哥麦斯分别测算出第10个行星的理论轨道，但迄今天文观测未得证实。 3.生命的起源。科学家认为生命起源于海洋，距今4亿年前登陆。生命是从简单的无机化合物逐渐发展 为复杂的有机化合物，随着自然条件的演变，这些化合物互相作用，最后产生出有生命的物质。生命诞生之谜尚未最后揭开。 4.生物形态的构成。80年代前半期，美国生物学家霍格尼斯博士和瑞士的盖林格博士，根据自己的试验，成功地分离出生物遗传变异基因，找 到了某些只长着一对翅膀的昆虫却生出了两对翅膀、在本来长着触角的部位却生出了两只足的原因：生物形态的构成是由自身基因与环境因素决定的。 5.恐龙的灭绝。有两种学说在争鸣：一是灾变说，认为小行星撞地球或气候突变，使恐龙灭绝。另一学说是渐变说，认为 恐龙灭绝经历了漫长的历史过程，并非一朝一夕所致。 6.人类的起源。有两种理论在争论 。一种理论认为人祖诞生于非洲，然后向世界各地扩散繁衍。另一种理论认为，各大洲的人 类是从各自的当地原始人进化而来的。从化石发掘证实，前一理论颇占上风。 7.厄尔尼诺 现象（Elnino）。影响全球大气环流和气候异常的现象，每隔2~7年出现一次，每次可持续一年，非周期变化。从50年代到90年代已出现10次。专家们仍在探索它的成因和发展情况。 21世纪新的科学七谜 1993年底，日本的18位科学家从各自研究的领域里，共同提出七个挑战性的大课题，称为21世纪科学七谜。其内容是：1.花和蝶。2.生和死。3.心和身。4.左和右。5.阴和阳。6.虚和实。7.男和女。 这七谜的提出，抓住了当今科学诸多难题中的主要题目，具有高度的综合性和概括性。 每个谜都涉及多学科的广泛领域。如花和蝶之谜，探索的是生物共同进化规律，涉及生物化学、化学生态等学科。这七谜的提出，带有浓厚的哲学气味，充满了辩证法，与以往七谜都 不相同。