目前无法解释的6个物理问题,每一个都困扰科学家很长时间

2024-05-29 00:52

本文主要是介绍目前无法解释的6个物理问题,每一个都困扰科学家很长时间,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

人类已经对宇宙有了大概的认知,不过即便如此,在宇宙中还有很多我们无法解释的物理问题,下面我们就一起来看看。

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第一个无法解释的物理问题——虫洞真的存在吗?

虫洞最早是1916年由奥地利物理学家路德维希.费莱姆首次提出的,不过当时的虫洞只不过是一个概念,后来在1930年的时候,爱因斯坦在研究引力场的时候,认为通过虫洞能够实现瞬间转移或者做到时间旅行,目前科学家认为,虫洞可能和黑洞有关系,黑洞相信大家都不会陌生,在1783年的时候,英国天文爱好者给当时著名的科学家卡尔迪许写了一封信,信中他认为宇宙中存在一种质量非常大的神秘天体,连光线都无法逃离它的表面,当时他把这种天体称为是暗星,后来在1916年的时候,爱因斯坦发表了广义相对论,在广义相对论中有一种天体就是黑洞,不过当时爱因斯坦本人都不相信这种物体的存在。

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后来德国物理学家卡尔史瓦西给了它一个精确的解释,他认为大量的物体集中在一起的时候,就会是周围产生视界,一旦进入这个视界,物体就会被吸进去,最终科学家将其定义为黑洞,黑洞的性质是不断的吞噬物质,而被黑洞吞噬的物质可能会由白洞喷发出来,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,虫洞就是能够穿越时空的隧道,在很多科幻小说当中,我们经常能够看到主人公借助虫洞来实现穿越时空,如果说未来人类真的能够找到宇宙中的虫洞,那么人类或许真的能够穿越到其它地方,只不过现在科学家只发现了黑洞,并没有发现白洞和虫洞。

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第二个无法解释的物理问题——宇宙为什么会膨胀?

宇宙膨胀是宇宙学的核心理论之一,它为我们提供了一种解释宇宙演化的关键框架。这一理论的基本原理可以概括如下,而无需频繁使用转折词和连接词:宇宙的膨胀始于大爆炸,即大约138亿年前的一次极端高温高密度事件,这一事件导致了宇宙的形成,将宇宙的所有物质和能量都从一个极端紧密的状态释放出来,创造了时间和空间。根据弗里德曼方程,宇宙的膨胀可以用以下方程表示:H² = 8πGρ/3 - k/a²,其中H是哈勃常数,G是引力常数,ρ是宇宙的能量密度,k表示宇宙的几何曲率,a是宇宙的尺度因子。这一方程描述了宇宙膨胀速度和其与能量密度之间的关系。通过观测数据表明,星系的光通过红移现象显示出和地球远离的趋势,这一红移现象哈勃定律的关键。

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在1923年的时候,哈勃通过一系列的研究,利用造父变星周光关系推算出了仙女座星云的距离远远大于银河系的直径,第二年他写了论文《漩涡星云中的造父变星》,并公布了他的新成果,爱德温.哈勃通过观测银河系中恒星的光谱,发现了这些光谱出现了异常,他们所缺失的特征颜色和我们银河系当中的恒星情况相同,但是它们的位移量是一样的,对此唯一的解释就是宇宙在膨胀,通过科学家的研究发现,宇宙膨胀的速度已经远远地超过了光速,能够推动宇宙膨胀的力量可能和暗能量有关系暗能量是一种非常神秘的力量,它不会和其他任何物质发生化学反应,所以我们看不见也摸不着它们,但是它们能够不断的推动宇宙膨胀,现在科学家也在积极的寻找暗物质和暗能量,至今还没有找到。这说明暗能量比我们想象的还要神秘。

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第三个无法解释的物理问题——生命是如何诞生的?

从古至今人类一直都在研究生命起源的奥秘,最早人类还无法利用科学仪器以及科学思维理解世界,早期的时候,人类认为世界万物都是上帝创造的,后来达尔文提出了《物种起源》,揭示了生物物种是不断演化而来的,物种起源和演化是指生命在地球上的演化历程,涉及到很多科学领域,包括生物学、遗传学、地质学等等,现代生物学认为,生命起源于40亿年前的原始海洋中,随着时间的推移,生命经历了漫长而复杂的进化过程,形成了我们今天所见到的各种不同的生物,进化论的核心思想是“适者生存”,即每个物种中只有适应环境的个体才能生存并繁殖后代,从而逐渐形成新的物种。地球上的生物基本上都是由简单生物进化而来的。

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而地球生命诞生的基本元素可能来自于彗星,在2017年的时候,“罗塞塔”号飞船从67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星采集尘埃颗粒样本时,曾在上面发现过有机分子。早期的时候,大量的彗星撞击了地球,将丰富的水资源留在了地球上,而且还将生命诞生的基础物质留在了地球上,经过漫长时间的演化,地球上才慢慢诞生了单细胞生物,后来地球上的生物才进化为现在这个样子,不过这也只是科学家的一种猜测,目前科学家还不能够确定,未来随着人类科技的发展,或许人类能够解开生命起源的奥秘。

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第四个无法解释的物理问题——时间到底是什么?

时间是一个看不见摸不着的神秘物质,但是我们却能够确确实实的感觉到它的存在,我们的身体,每时每刻都在不停的新陈代谢,人类一出生,就渐渐长大,随后慢慢老去,这就是时间效应,不仅仅是人类,一花一木、一个细菌一个粒子都会在时间的度量下,生生死死,著名的物理学家爱因斯坦是第一个吧时间和空间物质结合在一起的人,他在相对论中指出,时间、空间、物质三者为一体,不能分开解释,这个世界没有独立的时间,也没有独立的空间,更没有不存在时间和空间的单独物质。因此时间是一种客观存在,是度量物质运动、变化、持续性、顺序性的标尺,空间和物质存在是通过时间来体现的,没有时间就不会有空间和物质。

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根据爱因斯坦的相对论我们能够知道,时间受到重力和速度的影响,随着速度的加快,时间会发生尺缩钟慢效应,这个效应的体现就是速度越快时间越慢,距离越短。另一方面,重力场越大,时间也会越慢。

速度时间膨胀的计算公式为: Δ t ′ = γ Δ t = Δ t 1 − v 2 c 2 Δt'=γΔt=\dfrac{Δt}{\sqrt{1-\dfrac{v^2}{c^2}}} Δt=γΔt=1c2v2 Δt

这个理论经历了100年的检验,无数观测和实验证据验证了其无比正确性。曾经著名的物理学家牛顿也曾经对时间有过解释,在牛顿看来,时间是绝对的,它不会受到外部的影响,可以直接通过数学的形式进行展示。在牛顿看来,时间是绝对流逝的,流逝的速度不受任何外界因素的影响,也不会受速度、光速等因素的影响。虽然爱因斯坦的时间观比牛顿的时间观更加精准,不过在远低于光速的情况下,牛顿的理论完全能够使用,如果达到光速或者是超越光速,那么就需要用到爱因斯坦的理论。

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第五个无法解释的问题——我们的生活的世界是真实的吗?

我们每天生活的世界是不是真的存在的?这个问题其实值得我们思考,虽然很多人都不相信我们的世界是虚拟的,但现实可能真的如此,在上世纪80年代的时候,互联网还没有全球大规模普及的时候,物理学家约翰.惠勒就提出了宇宙的本质是数学,一切物质本质上都是信息量不同的信息,除了一些物理学家之外,有很多哲学家都认为人类生活在高级文明的模拟世界中,只不过现在人类还无法确定我们的世界是不是被高级文明设计出来的,科学家认为,如果有一台超级计算机,或许外星文明能够用超级计算机模拟出虚拟世界来,不过在我们的现实生活中,也确实存在虚拟世界,游戏就是一个虚拟世界。对于我们来说,游戏是虚拟的,但是对于游戏里面的人来说,游戏就是真实的世界。

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目前人类已经能够利用量子计算机,创造出能够自我进化的量子生命,在2018年的时候,西班牙巴斯克大学的恩里克.索拉诺研究团队,在IBM公司提供了5个量子比特量子计算机,用于量子生命的创造,根据科学家的研究发现,量子生命能够自己进化、繁殖、变异、死亡、这相当于是一个完整的生命体,而这个生命体存在于计算机中,既然人类能够创造出完整的量子生命来,那么高级文明也能够创造出一个完整的地球生态来。虽然很多人都不愿意相信,但是我们本质上可能就是缸中之脑,缸中之脑的假设是上个世纪八十年代,希拉里·普特南在他所写的《理性·真理与历史》当中提出的。

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这个假设的主要内容是:如果有一个人被邪恶的科学家做了取脑手术,他的大脑在被取出来之后放入了一个装满特制营养液的大缸中,这些营养液能够维持大脑持续生存,当然为了能够让这个大脑意识到自己还活着,科学家还会让其神经末梢和超级计算机连接在一起,制造出幻觉,甚至说,这个幻觉并不是针对一个大脑,而是针对全人类,在这种假设之下,宇宙就像是一个甚大的营养器。并且有固定的程序,向所有人提供集体幻觉,这时候所有人都生活在幻象当中,虽然目前这还只是科学家的猜测,但未来随着人类科技的发展,说不定人类真的能够解开这个奥秘。

第六个无法解释的物理问题——宇宙中为什么没有反物质?

反物质是一种想象的物质形式,在粒子物理学中,反物质是反粒子组成的,物质和反物质的组合,如粒子和反粒子的组合,会导致湮灭和释放高能光子或者伽马射线,在1932年,美国物理学家卡尔·安德森证实了实验中存在正电子,随后发现了负质子和反中子。 2015年11月17日,欧洲研究人员成功地在科学史上“抓住”了痕量反物质。 中国与美国科学家曾经合作,发现了迄今为止最重的反物质粒子 - 氦4。 早在2016年6月5日,欧洲核研究中心的研究人员宣布他们在16分钟内成功捕获了抗氢原子。反物质对于人类来说非常重要,因为它所产生的能量巨大,根据爱因斯坦的质能方程式计算,核裂变的质能转化率大约是百分之0.13,也就是100g的裂变物质,只有0.13g被转化成了能量。

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而核聚变约为百分之0.7,也就是100g的核聚变物质,有0.7克被转化为能量,而核聚变反应要比核裂变反应更加强大。虽然核聚变和核裂变的威力都很强大,但是它们和反物质比起来,简直就是小巫见大巫,目前人类知晓转化率达到百分之100的只有反物质,目前科学家并没有在宇宙中发现反物质,按理来说,正物质和反物质应该是一样多的,但是在宇宙中,科学家却没有找到反物质,这到底是为什么呢?目前科学家也在积极的研究当中,未来随着人类科技的发展,或许人类能够解开这个奥秘,对此,大家有什么想说的吗?

这篇关于目前无法解释的6个物理问题,每一个都困扰科学家很长时间的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1012185

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