目前无法解释的10个物理问题，每一个都困扰科学家近百年的时间

地球是一颗美丽的蓝色星球，在地球上生活着各种各样的生物，有海洋生物，有陆地生物、有两栖生物和微生物等等，人类是地球上最有智慧的生命，根据科学家的研究得出，人类诞生于200多万年前，当时地球上生活着很多凶猛的生物，猿类生物为了能够长久的发展下去，它们选择了群居生活，这样不仅仅能够促进彼此之间相互交流的机会，还能够有效的抵抗外来侵略者，科学家经过研究发现，频繁的交流能够使大脑的发育变得越来越快，由于猿类生物长期在一起生活，所以猿类的大脑变得越来越聪明，最终成功进化为人类，人类从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘，经过几千年的科技发展，现在人类已经对宇宙有了大概的认知，不过在宇宙中，还是存在很多人类无法解释的现象。下面我们就一起来看看这些困扰科学家近百年来的物理问题。

第一个问题——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，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、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点，这个点爆炸以后我们的宇宙快速的向四周膨胀，经过138亿年的时间，宇宙才膨胀成我们所看到的样子，按照宇宙大爆炸的理论来看，宇宙中所有的天体都是在宇宙大爆炸之后形成的，我们所看到的恒星、行星、彗星、小行星、中子星等等，这些都是大爆炸之后的产物，虽然宇宙大爆炸理论目前已经成为了科学界的主流理论，但是大爆炸理论依然存在很多人类无法解释的问题，比如说宇宙大爆炸之前的奇点是如何诞生的？在我们现有的物理学当中，根本不存在无限大或者无限小的物质，但是由于奇点太过于神秘，所以我们只能够用无限这个词来代替。

科学家利用韦伯望远镜在宇宙中看到了一个编号为GHz2的星系，其直径估计只有600光年，但是它的光走了长达134亿光年，可以计算出它的表面亮度是宇宙中最亮星系的600倍，密度是现在星系的数万倍，而且根据观测的数据，遥远星系中的星系似乎也不是各种各样的形状，并且也没有发生大量的碰撞，大部分星系似乎都有平滑的星系盘和明显的螺旋结构，难道说我们的宇宙并不是起源于大爆炸？目前科学家也在积极的研究和探索宇宙起源的奥秘，只不过宇宙大爆炸距离我们现在太过于遥远，所以科学家想要解开这个奥秘，还需要更多的证据来证明。未来随着人类科技的进步，说不定人类能够解开这个奥秘。

第二个问题——海市蜃楼和平行宇宙有关系吗？

相信很多朋友都亲眼看到过海市蜃楼，在古代，也出现过很多次海市蜃楼，不过由于古人的科技不够发达，所以古人认为海市蜃楼就是神仙居住的地方，后来随着人类科技的进步，科学家认为，海市蜃楼其实就是光学反应，从本质上来说，这种现象的产生和光的折射与反射有一定的关系，光这样的物质能够在不同的介质中传播，但是在介质从传播时会出现一定的误差，比如说我们将一根筷子放在水中，就能够看到筷子像是折了一样，这其实就是因为筷子的入射角度大于或者小于折射角。从而产生了观测上面的误差，当光线被反射到空气中时，就会出现海市蜃楼，根据这个原理，科学家能够在海市蜃楼出现的附近找到大部分相同的建筑。

但是也有一些建筑无法找到原型，除了光学反应之外，还有的一些科学家认为，海市蜃楼和平行宇宙有关系，平行宇宙在很早的时候就被科学家提出来了，不少科学家认为，在我们的宇宙外面还存在其它的平行宇宙，不同的平行宇宙中，存在不同的天体，平行宇宙相互交错在一起，有的时候可能会发生时空重叠的现象，当时空发生重叠时，就会出现海市蜃楼的情景，按照量子力学的说法我们可以理解为叠加态，这个状态只能够存在一小段时间，过一会儿后，叠加态就会消失，这就意味着有一些海市蜃楼并不是我们这个世界中的物质，而是其它宇宙中的物质，目前科学家也在积极的研究当中。

第三个问题——黑洞吞噬的物质去了哪里？

相信很多人都听说过黑洞，黑洞在很早的时候就被科学家提出来了，在1783年的时候，英国天文爱好者给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天体，连光都会被它吞噬，当时他把这种天体称为是暗星。后来到了1916年的时候，爱因斯坦利用公式计算出了黑洞，不过由于当时人类的科技不够发达，所以爱因斯坦本人也不相信黑洞的存在。之后德国物理学家卡尔史瓦西给了黑洞一个精确的解释，他认为当大量的物质集中在一点时，就会使周围产生视界，一旦进入这个视界，任何物体都会被吸进去，这个神秘的天体就被称为是黑洞，目前根据科学家的研究得出，黑洞能够吞噬一切物质，任何进入黑洞视界范围内的物质，都会被黑洞所吞噬，连光都不例外。

这些被黑洞吞噬的物质去了哪里？有一些科学家猜测，黑洞吞噬的物质都到了另一个区域，在黑洞的另一边还存在一个神秘的天体白洞，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，不过目前科学家并没有在宇宙中发现白洞和虫洞，1974年，著名物理学家霍金通过霍金辐射证实了黑洞存在，也向人类证明了黑洞并非只进不出，黑洞吸进去的物质将以热辐射的形式失去自身的质量，直到黑洞消失，这一现象说明了黑洞的中心不存在奇点，也意味着黑洞吸收的物质将在未来的某个时间节点里再次"降生"宇宙。

霍金认为，当虚拟粒子出现在黑洞视界边缘时。可能会出现4种情况，1、虚粒子对正常湮灭，2、两个虚粒子同时被黑洞吞噬，3、负虚粒子被黑洞吞噬，正虚粒子逃离，4、正虚粒子被黑洞吞噬，负虚粒子逃离。根据霍金计算得出，在这4种情况下，第三种情况出现的概率是最大的，而负虚粒子携带了负能量，因此在黑洞吞噬负虚粒子之后，它的能量就减少了，而这种机制被称为是霍金辐射。

第四个问题——生命是如何诞生的？

生命是这个世界上最为神秘的东西，生命是如何诞生的？这是科学家一直都在研究的问题，根据达尔文的物种起源得出，地球上的生命都是由简单的生物进化为复杂的生物，由最初的单细胞生物进化为多细胞生物，由多细胞生物进化为海洋生物，由海洋生物进化为两栖生物，由两栖生物进化为陆地生物，而构成生命最主要的物质是氨基酸，1953年，当时还是学生的米勒做了一个模拟地球早期环境的实验，他先把烧瓶内的空气抽走，然后充入从其他科学家那里打听到了早期地球大气成分，并使用电击的形式模拟地球早期多雷电天气，并将烧瓶内的水煮沸，让水蒸气和其他气体在密闭的环境中不断循环，通过分析最后的生成物。结果，实验进行了第一天，烧瓶内就产生了浑浊的物质。

一周之后，米勒将沉淀在容器底部的生成物进行分析，结果显示：该烧瓶内共生成了20多种有机物，其中有氨基酸，我们知道氨基酸是组成生命的重要成分。在宇宙中，彗星上面存在大量的氨基酸，科学家认为，地球生命可能来自于彗星，在太阳系早期的时候，大量的彗星撞击了地球，将水资源和生命诞生的基本物质留在了地球上，经过漫长时间的变化，这些基本物质慢慢的变成了最基本的生命，生命经过时间的进化，慢慢的形成了我们现在看到的样子，不过这些都只是科学家的一些猜测，生命到底是如何起源的？还需要科学家进一步的研究和探索，未来随着人类科技的进步，或许人类能够解开这个奥秘。

第五个问题——暗物质到底是什么？

暗物质是一种我们看不见、摸不着的神秘物质，它不会和任何物质发生化学反应，但是它的占比却非常多，科学家经过研究发现，在宇宙中能够看到的物质（恒星、行星、彗星、小行星、中子星等等）占到了宇宙总质量的百分之10，而暗物质占到了宇宙总质量的百分之90，从占比上我们就能够看出，暗物质才是宇宙中的主要物质，科学家对于暗物质的认识能够追溯到20世纪30年代，在1933年的时候，瑞士天文学家兹威基在估算后发座星系团的总质量时，使用了两种不同的方法：光度法和动力学法。结果用动力学方法算得的质量要比用光度法算得的质量大400倍！如此巨大的误差只能有一个解释：发光星体的质量只是星系团质量的一小部分，还有很大一部分质量不知哪里去了。于是他把这叫作“短缺质量”。

当时很多科学家都没有重视，直到1978年的时候，一些射电科学家在系统测量漩涡星系的转动曲线时，发现离星系中心不同距离处的物体具有相同的线速度，这个观察结果和人们熟悉的太阳系情况完全不同，在太阳系中，离中心越远的行星，线速度就越小，这就是著名的开普勒定律，科学家认为，如果假设星系周围存在暗物质，那么观察到星系运动才能够和开普勒定律的计算结果吻合，所以在星系的发光物以外，必定还存在大量我们看不见的暗物质，从理论上来说，地球附近包括我们周围也应该有暗物质，根据科学家的测量，一立方厘米的空间，暗物质的质量大概等同0.3个氢原子。如果我们将整个地球的暗物质都收集起来，总共还不到一公斤。

从这些观点来看，暗物质对于我们的生活没有任何影响，不过暗物质在宇宙中能够起到非常重要的作用，科学家认为，暗物质能够释放出一种非常强大的能量，这种能量就是暗能量，暗能量能够推动宇宙不断的膨胀，而且还能够控制天体的运行，在观察星系的时候，科学家发现，每一个大星系的中心都有一颗超大质量的黑洞，在银河系中心就有一颗超大质量的黑洞，这颗黑洞的引力非常强大，按理来说，越是靠近黑洞中心的物质，受到的引力就越大，距离黑洞越远，受到的引力就越小，既然如此，那么银河系边缘的天体受到的黑洞引力就会很小，而产生的离心力却很大，这样看的话，那么银河系边缘的天体应该会被离心力甩出去，但是银河系边缘的物体依然能够稳定的运行。

所以科学家认为，这就是暗能量在起作用，暗能量能够牢牢地抓住银河系边缘的天体，使得这些天体能够稳定的运动，虽然暗物质和暗能量在宇宙中的作用很大，但是这么多年过去了，科学家并没有在宇宙中找到暗物质，这说明暗物质比我们想象的还要神秘，未来随着人类科技的进步，说不定人类能够找到暗物质。

第六个问题——时间到底是什么

时间对于我们每一个人来说都非常重要，但时间到底是什么？没有人能够解释清楚，曾经南丹麦大学理论物理学家阿斯特丽德.艾希霍恩说：如果我们能够很好的回答这个问题，那么它就算不是什么问题了，从某种角度来说，时间很简单：因为有了它，事情才不会一股脑儿的在同一时间发生，或许说来轻巧，但至少在这一点上大家都能够达成共识，这样看来，时间的存在能够被解释为某种宇宙的先决条件，在这其中，一些事情导致其它事情发生，从牛顿的运动定律到量子力学，很多物理理论都回避了这类问题，在这些理论当中，时间是一个独立变量，其它事物会改变，但是任何东西都无法改变时间。从这个意义上来说，时间存在于物理学范畴之外，就像独立于宇宙之外的一个节拍器，而宇宙中的一切则依照节拍徐徐展开。

曾经著名的科学家亚里士多德认为，如果时间有开始，那么它必须有一个“第一时刻”来进行开始计数，而这个第一时刻需要在较早的时间段或者较晚的时间段进行，既然有比第一时刻更早的时间，那么第一时刻便不再是第一时刻，这说明一定有比它更早的时间，如果按照这个理论来看的话，那么时间就没有开始也没有结束，其实不同的人对于时间的理解也是不相同的。牛顿认为时间是独立的，它不会因为任何事物而改变，但是爱因斯坦认为，时间和空间是一体的，时间会随着速度的增加而变慢，也会因为物体质量的增加而变慢，科学家通过实验证明了爱因斯坦的理论是对的，不过对于我们普通人来说，每一个人的时间都是一样的，时间其实就是人类为了方便记事而制造出来的一种东西，宇宙中真的存在时间吗？

第七个问题——我们的世界是真实的吗？

曾经著名的企业家马斯克认为，我们生活在真实世界的概率还不到10亿分之一，相信很多人看到这句话都会觉得不可思议，在很多科学家的眼中，我们所看到的世界也可能是虚拟的，虚拟宇宙的观点主要来自于量子力学，我们的宇宙可能都是一串代码，而我们只是代码组成的NPC，表面上看有自由意志，事实上都是提前安排好的，在上世纪80年代，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，如果说有一架超级量子计算机，它是不是能够模拟出一个足够真实的世界，或者说模拟出一个现阶段人类找不到破绽的虚拟世界。

如果说我们的宇宙中存在高级文明，那么 它们完全有能力制造出一个虚拟的宇宙来，只要将大量的公式和定律结合在一起，就能够形成一个真实的世界，在我们的现实生湖中，也确实存在虚拟世界，比如说游戏，相信很多人都玩过游戏，对于游戏来说，它本身就是一个虚拟世界，不过对于游戏里面的人物来说，它们认为自己所在的世界就是真实存在的，毕竟它们永远都无法走出游戏，在这种情况下，它们如何能够证明自己所在的世界并不是真实的呢？如果我们的世界也是一个大型游戏，那么我们的人生是不是也是被提前设计好的？只是我们现在还找不到它的破绽。

第八个问题——反物质到底在哪里？

科学家认为，在我们的宇宙中，既然存在正物质，那么就一定存在反物质，反物质威力是巨大的，是迄今为止已知物质质量转化为能量最大最完美释放，也就是质能转换率达到100%，世界上没有任何物质或技术制造出来的能量可以与反物质相比。现在，我们人类掌握的最大质能转换技术就是核聚变，质量转化为能量的比率约0.7%，也就是1kg物质可以转化出7g的能量，只是反物质转化率的1/142.86。即便如此，反物质能量释放也是有限的。反物质能量释放的方式是与正物质湮灭，就是反物质遇到正物质就会一下子化为乌有，按照爱因斯坦质能方程，即：E=MC^2。这里的E表示能量，单位J（焦耳）；M表示质量，单位kg（千克）；C表示光速，单位m（米）。

根据这个方程计算，1g（克）反物质全部释放的能量约9*10^13J。但反物质湮灭需要有正物质的参与，1g反物质会严格与1g正物质发生湮灭，所以就会爆发出2g的能量，即1.8*10^14J。这个能量有多大呢？每kw/h（千瓦/时，1度）电能相当于3600000J，每吨TNT炸药爆炸能量相当于4184000000J。虽然反物质所产生的能量非常巨大，但是在现实生活中，我们并没有在宇宙中发现反物质，宇宙中的反物质到底在哪里？这一直都是科学家想要解开的奥秘，有不少科学家认为，或许反物质被刻意的隐藏起来了，因为如果反物质全部释放出来，它们会和正物质发生湮灭，到时候整个宇宙都是消失，既然如此，那么干脆将反物质隐藏起来，这样宇宙才能够稳定的运行，或许在宇宙之外，还存在一个反物质宇宙。

第九个问题——地磁之谜

根据科学家的研究得出，我们的地球拥有强大的磁场，磁场对于地球生命来说非常重要，它能够抵抗太阳风的袭击，如果没有磁场的保护，地球大气层就会被太阳风吹散，没有大气层的保护，地球生命无法长久的生存下去，火星就是一个很好的例子，火星之所以没有诞生生命，就是因为火星没有磁场和大气层，而地球磁场是如何形成的？一直以来科学家都在积极的研究这个奥秘，人类发现地磁现象已经有两千多年的历史了，我国古代的“司南”就是利用了地磁原理。到了现代，虽然人类对于各种磁力研究更加的深入，但是关于“磁”的未解之谜一直层出不穷。早在1906年的时候，科学家就曾发现熔岩的磁化方向和当前磁场方向不一致，造成这种现象的唯一解释就是地磁曾经发生过偏移现象。

1929年，科学家们依靠各地新生代熔岩样本发现，地球磁场在78万年前曾经发生过一次大逆转，这次大逆转之后大约2万年，才稳定形成了今天的磁场状态。很多科学家认为，地球的磁场和内部的结构有关系，地球内部的熔融外核是一个由铁和其它金属组成的液态物质，这些金属具有导电性和导热性，地球自转和热对流会使得熔融外核产生旋转，形成环流，而这些运动的电子会产生一个巨大的电流系统，这个电流系统是由电子在熔融外核中移动形成的，它产生的磁场穿透地球的表面并且形成了地球的磁场。

第十个问题——中子寿命之谜

1932，英国物理学家詹姆斯·查德威克（James Chadwick）在原子核中发现了中子，打开了原子能时代的大门，而他本人也因此获得了1935的诺贝尔奖。在对中子进行研究时，科学家们意外的发现中子也有“寿命”，也就是它的衰变期。目前，测量中子寿命主要有两个办法，一个是将部分中子放到密封的容器中，然后定时查看剩余数量，这种方法测得的寿命是14分39秒。而第二个则是通过中子束，计算单位时间内产生的中子数量，这种方法测得的寿命是14分48秒。估计大家都发现了，明明实验对象都是中子，但就因为实验方法不同，却得到了相差9秒的实验结果。科学家们对此也是非常疑惑，要知道客观事实肯定不会因测量方法而改变，所以这就出现了两种可能，第一，实验方法有一个是错的。第二，中子衰变过程可能隐藏人类尚不知道的秘密，从而导致测量结果出现偏差。

所以直到今天，不仅9秒误差困扰着科学家们，中子的衰变周期同样同样一直困扰着科学家们。不过人类是地球是最有智慧的生命，人类的科技在不断的进步和发展，只要人类能够一直坚持下去，未来随着人类科技的进步，人类或许能够解开中子的奥秘。