Mga aktwal na problema- nangangahulugang mahalaga para sa oras na ito. Noong unang panahon, ang kaugnayan ng mga problema ng pisika ay medyo iba. Nasagot ang mga tanong gaya ng "bakit dumidilim sa gabi", "bakit umiihip ang hangin" o "bakit basa ang tubig". Tingnan natin kung ano ang pinipigilan ng mga siyentipiko sa mga araw na ito.

Bagama't maaari nating ipaliwanag nang mas buo at mas detalyado ang mundo parami nang parami ang mga tanong sa paglipas ng panahon. Itinuturo ng mga siyentipiko ang kanilang mga iniisip at kagamitan sa kailaliman ng Uniberso at sa gubat ng mga atomo, na nakahanap doon ng mga bagay na hindi pa rin maipaliwanag.

Hindi nalutas na mga problema sa pisika

Bahagi ng kasalukuyan at hindi nalutas na mga isyu modernong pisika malinis ang suot teoretikal. Ilang problema teoretikal na pisika imposible lamang na subukan sa eksperimento. Ang isa pang bahagi ay mga tanong na may kaugnayan sa mga eksperimento.

Halimbawa, ang eksperimento ay hindi sumasang-ayon sa naunang binuo na teorya. Meron din mga inilapat na gawain. Halimbawa: mga problema sa ekolohiya pisika na nauugnay sa paghahanap ng mga bagong mapagkukunan ng enerhiya. Sa wakas, ang pang-apat na grupo ay puro mga problemang pilosopikal modernong agham naghahanap ng sagot sa pangunahing tanong ang kahulugan ng buhay, ang sansinukob at lahat ng iyon."

Madilim na enerhiya at ang hinaharap ng uniberso

Ayon sa mga ideya ngayon, ang Uniberso ay lumalawak. Bukod dito, ayon sa pagsusuri relic radiation at supernova radiation, lumalawak nang may pagbilis. Ang pagpapalawak ay hinihimok ng madilim na enerhiya. madilim na enerhiya ay isang hindi tiyak na anyo ng enerhiya na ipinakilala sa modelo ng uniberso upang ipaliwanag ang pinabilis na paglawak. Ang madilim na enerhiya ay hindi nakikipag-ugnayan sa bagay sa mga paraan na alam natin, at ang kalikasan nito ay malaking misteryo. Mayroong dalawang ideya tungkol sa madilim na enerhiya:

• Ayon sa una, pinupuno nito ang Uniberso nang pantay-pantay, iyon ay, ito ay isang kosmolohikal na pare-pareho at may pare-parehong density ng enerhiya.
• Ayon sa pangalawa, ang dynamic na density ng dark energy ay nag-iiba sa espasyo at oras.

Depende sa kung alin sa mga ideya tungkol sa madilim na enerhiya ang tama, maaaring ipagpalagay ng isa karagdagang kapalaran Sansinukob. Kung ang density ng madilim na enerhiya ay lumalaki, pagkatapos ay naghihintay kami malaking agwat kung saan ang lahat ng bagay ay nahuhulog.

Iba pang Pagpipilian - Malaking pisil, kailan mga puwersa ng gravitational manalo, titigil ang expansion at mapapalitan ng contraction. Sa ganoong sitwasyon, ang lahat ng bagay na nasa Uniberso ay unang bumagsak sa magkahiwalay na black hole, at pagkatapos ay gumuho sa isang karaniwang singularidad.

Maraming tanong na hindi nasasagot ang nauugnay sa black hole at ang kanilang radiation. Magbasa ng hiwalay tungkol sa mga mahiwagang bagay na ito.

Materya at antimatter

Lahat ng nakikita natin sa paligid natin bagay, na binubuo ng mga particle. antimatter ay isang sangkap na binubuo ng mga antiparticle. Ang isang antiparticle ay ang katapat ng isang particle. Ang tanging pagkakaiba sa pagitan ng isang particle at isang antiparticle ay ang singil. Halimbawa, ang singil ng isang electron ay negatibo, habang ang katapat nito mula sa mundo ng mga antiparticle, ang positron, ay may parehong magnitude. positibong singil. Maaari kang makakuha ng mga antiparticle sa mga particle accelerator, ngunit walang nakatagpo sa kanila sa kalikasan.

Kapag nakikipag-ugnayan (nagbangga), ang mga bagay at antimatter ay nagwawasak, na nagreresulta sa pagbuo ng mga photon. Bakit nangingibabaw ang bagay sa uniberso? malaking tanong modernong pisika. Ipinapalagay na ang kawalaan ng simetrya na ito ay lumitaw sa mga unang bahagi ng isang segundo pagkatapos Big Bang.

Pagkatapos ng lahat, kung ang bagay at antimatter ay pantay, ang lahat ng mga particle ay magwawasak, na nag-iiwan lamang ng mga photon bilang isang resulta. May mga mungkahi na ang malalayo at ganap na hindi na-explore na mga rehiyon ng Uniberso ay puno ng antimatter. Ngunit kung ito ay gayon ay nananatiling upang makita, na ginawa ng maraming gawain sa utak.

Siya nga pala! Para sa aming mga mambabasa mayroon na ngayong 10% na diskwento sa

Teorya ng lahat

Mayroon bang teorya na ganap na makapagpaliwanag ng lahat pisikal na phenomena sa antas ng elementarya? Baka meron. Ang isa pang tanong ay kung maiisip natin ito. Teorya ng lahat, o ang Grand Unified Theory ay isang teorya na nagpapaliwanag ng mga kahulugan ng lahat ng nalalaman mga pisikal na pare-pareho at nagkakaisa 5 pangunahing pakikipag-ugnayan:

• malakas na pakikipag-ugnayan;
• mahinang pakikipag-ugnayan;
• pakikipag-ugnayan ng electromagnetic;
• pakikipag-ugnayan ng gravitational;
• Higgs field.

Sa pamamagitan ng paraan, maaari mong basahin ang tungkol sa kung ano ito at kung bakit ito ay napakahalaga sa aming blog.

Sa maraming iminungkahing teorya, wala ni isa ang nakapasa sa pang-eksperimentong pag-verify. Isa sa pinaka promising direksyon sa bagay na ito ay ang pagkakaisa ng quantum mechanics at general relativity sa teorya quantum gravity . Gayunpaman, ang mga teoryang ito ay iba't ibang lugar mga application, at sa ngayon ang lahat ng mga pagtatangka na pagsamahin ang mga ito ay humahantong sa isang pagkakaiba-iba na hindi maaaring alisin.

Ilang dimensyon ang mayroon?

Sanay na tayo sa three-dimensional na mundo. Maaari tayong sumulong at paatras, pataas at pababa sa tatlong dimensyon na alam natin, na kumportable. Gayunpaman, mayroong M-teorya, ayon sa kung saan mayroon na 11 mga sukat, lamang 3 na kung saan ay magagamit sa amin.

Ito ay sapat na mahirap, kung hindi imposible, isipin. Totoo, para sa mga ganitong kaso mayroong isang mathematical apparatus na tumutulong upang makayanan ang problema. Upang hindi sumabog ang aming isip at ikaw, hindi kami magbibigay ng mga kalkulasyon sa matematika mula sa M-theory. Narito ang isang quote mula sa physicist na si Stephen Hawking:

Kami ay mga advanced na unggoy lamang sa isang maliit na planeta na may hindi kapansin-pansing bituin. Ngunit mayroon tayong pagkakataong maunawaan ang Uniberso. Ito ang dahilan kung bakit tayo espesyal.

Ano ang sasabihin tungkol sa malalim na espasyo, kapag alam nating malayo sa lahat ng tungkol sa ating bahay. Halimbawa, wala pa ring malinaw na paliwanag para sa pinagmulan at panaka-nakang pagbabaligtad ng mga poste nito.

Maraming misteryo at palaisipan. May mga katulad na hindi nalutas na problema sa kimika, astronomiya, biology, matematika, at pilosopiya. Paglutas ng isang misteryo, makakakuha tayo ng dalawa bilang kapalit. Ito ang kagalakan ng malaman. Alalahanin na sa anumang gawain, gaano man ito kahirap, tutulungan ka nilang makayanan. Ang mga problema sa pagtuturo ng pisika, tulad ng ibang agham, ay mas madaling lutasin kaysa sa mga pangunahing katanungang siyentipiko.

Kinakailangang suriin ang kalidad ng pagsasalin at dalhin ang artikulo sa linya sa mga alituntuning pangkakanyahan ng Wikipedia. Makakatulong ka sa ... Wikipedia

Inililista ng artikulong ito ang ilan sa mga problema sa biology na nananatiling hindi nalutas hanggang ngayon. Malapad mga kilalang isyu Biyolohikal na pagtanda: Iba't ibang teorya pagtanda ng lead iba't ibang dahilan bakit ito nangyayari. Mayroong genetic, ... ... Wikipedia

I. Ang paksa at istruktura ng physics Ang Physics ay isang agham na nag-aaral ng pinakasimple at, sa parehong oras, ang pinaka pangkalahatang mga pattern phenomena ng kalikasan, ang mga katangian at istraktura ng bagay at ang mga batas ng paggalaw nito. Samakatuwid, ang mga konsepto ng F. at ang mga batas nito ay sumasailalim sa lahat ... ... Great Soviet Encyclopedia

Ang agham ng paghahambing, ang pag-aaral ng mga kultura, sa Amer. tradisyon bahagi o kasingkahulugan ng kultural na antropolohiya, sa European (British at French) analogue antropolohiyang panlipunan, sa mga bansang Aleman. ang mga wika ay independyente. direksyon ng pananaliksik. Pangunahing unit ... ... Encyclopedia ng pag-aaral sa kultura

Paradigm- (Paradigm) Kahulugan ng isang paradigm, kasaysayan ng paglitaw ng isang paradigm Impormasyon sa kahulugan ng isang paradigm, kasaysayan ng paglitaw ng isang paradigm Mga Nilalaman Mga Nilalaman Kasaysayan ng paglitaw Mga espesyal na kaso (linguistics) Pamamahala paradigm Paradigm ... ... Encyclopedia ng mamumuhunan

Modernisasyon- (Modernisasyon) Ang modernisasyon ay ang proseso ng pagbabago ng isang bagay alinsunod sa mga kinakailangan ng modernidad, ang paglipat sa mas advanced na mga kondisyon, sa pamamagitan ng pagpapakilala ng iba't ibang mga bagong update Teorya ng modernisasyon, mga uri ng modernisasyon, organic ... ... Encyclopedia ng mamumuhunan

PETROV Mikhail Konstantinovich- (1924 1987) Ruso na pilosopo, kultural, sosyolohista, lingguwista. Partikular niyang hinarap ang mga problema ng agham ng agham, sa partikular na scientometrics, gayundin ang kasaysayan ng agham at ang sosyolohiya ng (pag-unawa). Ang espesyal na lugar ng interes ni P. ay thesaurus dynamics (noong 1986 siya ... ... Sosyolohiya: Encyclopedia

JOHN PAUL II- K. Wojtyla kasama ang kanyang mga magulang. Larawan. Simula 20s ika-20 siglo K. Wojtyla kasama ang kanyang mga magulang. Larawan. Simula 20s ika-20 siglo (05/18/1920, Wadowice, malapit sa Krakow, Poland 04/2/2005, Vatican; bago mahalal na papa Karol Jozef Wojtyla), Papa ng Roma (mula noong Oktubre 16 ... ... Orthodox Encyclopedia

Byzantinology, sangay ng ist. agham na nag-aaral sa kasaysayan at kultura ng Byzantium. Ang paglitaw ng V. Intensive economic., Political. at mga koneksyon sa kultura Byzantium kasama ang iba't ibang bansa Europa at Asya, mataas na lebel Pag-unlad ng Byzantine. kultura na mayroong... Makasaysayang ensiklopedya ng Sobyet

Anatoly Ivanovich Gretchenko (ipinanganak noong Enero 30, 1951, ang nayon ng Machekha, Volgograd Region) ekonomista ng Russia, Doctor of Economics (1991), Propesor (1993), Pinarangalan na Scientist ng Russian Federation (2002), Rector International Institute Pagsasanay sa Negosyo. 1975 nagtapos ... ... Wikipedia

Mga libro

• , Berezhko Evgeny Grigorievich. Ang aklat ay isinulat batay sa isang kurso ng mga lektura sa mga pangunahing kaalaman sa pisika ng kalawakan, na binasa ng may-akda sa mga mag-aaral sa loob ng ilang taon. Faculty ng Physics hilagang-silangan pederal na unibersidad(bago…
• Panimula sa pisika ng espasyo. Pagtuturo. Vulture UMO sa klasikal na edukasyon sa unibersidad, Berezhko Evgeny Grigorievich. Ang libro ay isinulat batay sa isang kurso ng mga lektura sa mga batayan ng space physics, na binasa ng may-akda sa loob ng ilang taon sa mga mag-aaral ng Physics Department ng North-Eastern Federal University (hanggang 2010…

Nasa ibaba ang isang listahan hindi nalutas na mga problema ng modernong pisika. Ang ilan sa mga problemang ito ay teoretikal. Ibig sabihin nito ay umiiral na mga teorya ay hindi maipaliwanag ang ilang mga naobserbahang phenomena o mga resulta ng eksperimentong. Ang iba pang mga problema ay pang-eksperimento, na nangangahulugan na may mga kahirapan sa paglikha ng isang eksperimento upang subukan ang isang iminungkahing teorya o upang pag-aralan ang isang kababalaghan nang mas detalyado. Mga susunod na isyu ay alinman sa pangunahing teoretikal na mga problema, o mga teoretikal na ideya kung saan walang pang-eksperimentong data. Ang ilan sa mga isyung ito ay malapit na nauugnay. Halimbawa, maaaring malutas ng mga dagdag na dimensyon o supersymmetry ang problema sa hierarchy. Ito ay pinaniniwalaan na buong teorya kayang sagutin ng quantum gravity ang karamihan sa mga tanong sa itaas (maliban sa problema ng isla ng katatagan).

• 1. quantum gravity. Maaari bang pagsamahin ang quantum mechanics at general relativity sa isang solong self-consistent theory (marahil ito ay quantum field theory)? Tuloy-tuloy ba ang spacetime o discrete ba ito? Ang isang self-consistent na teorya ba ay gagamit ng hypothetical graviton, o ito ba ay ganap na produkto ng discrete structure ng space-time (tulad ng sa loop quantum gravity)? Mayroon bang mga paglihis mula sa mga hula ng pangkalahatang relativity para sa napakaliit na mga kaliskis, napakalaking mga kaliskis, o iba pang mga matinding pangyayari na sumusunod mula sa teorya ng quantum gravity?
• 2. Black hole, pagkawala ng impormasyon sa isang black hole, Hawking radiation. Gumagawa ba ang mga black hole thermal radiation paano hinuhulaan ng teorya? Naglalaman ba ang radiation na ito ng impormasyon tungkol sa kanilang panloob na istraktura, gaya ng iminungkahi ng gravity-gauge invariance duality, o hindi, gaya ng iminungkahi ng orihinal na kalkulasyon ni Hawking? Kung hindi, at ang mga black hole ay maaaring patuloy na sumingaw, kung gayon ano ang mangyayari sa impormasyong nakaimbak sa kanila (ang quantum mechanics ay hindi nagbibigay para sa pagkasira ng impormasyon)? O ang radiation ay titigil sa isang punto, kapag mula Black hole maliit na natitira? Mayroon bang iba pang paraan upang galugarin ang kanilang panloob na istraktura, kung ang gayong istraktura ay umiiral sa lahat? Ang batas ba ng konserbasyon ng baryon charge ay nasa loob ng black hole? Ang patunay ng prinsipyo ng cosmic censorship ay hindi alam, pati na rin ang eksaktong pagbabalangkas ng mga kondisyon kung saan ito natutupad. Walang kumpleto at kumpletong teorya ng magnetosphere ng mga black hole. Ang eksaktong formula para sa pagkalkula ng numero ay hindi alam iba't ibang estado isang sistema na ang pagbagsak ay humahantong sa pagbuo ng isang black hole na may ibinigay na masa, angular momentum, at singil. Hindi kilalang patunay sa pangkalahatang kaso"teorama tungkol sa kawalan ng buhok" sa isang black hole.
• 3. Dimensyon ng space-time. Mayroon bang mga karagdagang sukat ng espasyo-oras sa kalikasan, bilang karagdagan sa apat na alam natin? Kung oo, ano ang kanilang numero? Ang dimensyon ba na "3+1" (o mas mataas) ay isang priori property ng uniberso, o ito ba ay resulta ng iba mga pisikal na proseso, gaya ng iminungkahi, halimbawa, ng teorya ng sanhi ng dinamikong triangulation? Maaari ba nating eksperimental na "maobserbahan" ang mas mataas na spatial na dimensyon? Tama ba ang holographic na prinsipyo, ayon sa kung saan ang physics ng ating "3 + 1" -dimensional space-time ay katumbas ng physics sa isang hypersurface na may sukat na "2 + 1"?
• 4. modelo ng inflation Sansinukob. Totoo ba ang teorya ng cosmic inflation, at kung gayon, ano ang detalyadong detalye yugtong ito? Ano ang hypothetical inflaton field na responsable para sa pagtaas ng inflation? Kung ang inflation ay nangyari sa isang punto, ito ba ang simula ng isang self-sustaining na proseso dahil sa inflation ng quantum mechanical oscillations, na magpapatuloy sa isang ganap na naiibang lugar, malayo mula sa puntong ito?
• 5. Multiverse. Mayroon bang pisikal na mga dahilan para sa pagkakaroon ng iba pang mga uniberso na sa panimula ay hindi mapapansin? Halimbawa: mayroon bang quantum mechanical " mga kahaliling kasaysayan o "maraming mundo"? Mayroon bang "iba pang" uniberso na may mga pisikal na batas, na ang resulta mga alternatibong paraan maliwanag na simetrya breaking pisikal na lakas sa mataas na enerhiya, marahil ay hindi kapani-paniwalang malayo dahil sa cosmic inflation? Maaari bang maimpluwensyahan ng ibang mga uniberso ang atin, na nagdudulot, halimbawa, ng mga anomalya sa pamamahagi ng temperatura ng CMB? Makatwiran ba ang paggamit ng anthropic na prinsipyo upang malutas ang mga global cosmological dilemmas?
• 6. Ang prinsipyo ng cosmic censorship at ang hypothesis ng proteksyon ng chronology. Maaari bang magmumula ang mga singularidad na hindi nakatago sa likod ng horizon ng kaganapan, na kilala bilang "mga hubad na singularidad", o maaari bang patunayan ng isa ang ilang bersyon ng "cosmic censorship hypothesis" ni Roger Penrose na nagmumungkahi na imposible ito? AT kamakailang mga panahon lumitaw ang ebidensya na pabor sa hindi pagkakapare-pareho ng cosmic censorship hypothesis, na nangangahulugan na ang mga hubad na singularidad ay dapat mangyari nang mas madalas kaysa sa mga matinding solusyon ng mga equation ng Kerr-Newman, gayunpaman, ang konklusyong ebidensya para dito ay hindi pa naipakita. Gayundin, magkakaroon ba ng mga saradong timelike curve na lilitaw sa ilang mga solusyon sa mga equation ng pangkalahatang relativity (at nagmumungkahi ng posibilidad ng paglalakbay sa oras sa magkasalungat na daan) ay hindi kasama ng teorya ng quantum gravity, na pinagsasama ang pangkalahatang relativity sa quantum mechanics, gaya ng iminumungkahi ng "Chronology Defense Hypothesis" ni Stephen Hawking?
• 7. Axis ng oras. Ano ang masasabi sa atin tungkol sa likas na katangian ng time phenomena na naiiba sa isa't isa sa pamamagitan ng pasulong at paatras sa panahon? Paano naiiba ang oras sa kalawakan? Bakit ang mga paglabag sa CP invariance ay sinusunod lamang sa ilan mahinang pakikipag-ugnayan at wala nang iba? Ang mga paglabag ba sa CP invariance ay bunga ng pangalawang batas ng thermodynamics, o sila ba ay isang hiwalay na axis ng oras? Mayroon bang mga pagbubukod sa prinsipyo ng sanhi? Ang nakaraan lang ba ang posible? Ginagawa ba ito sa sandaling ito pisikal na naiiba sa nakaraan at hinaharap, o ito ba ay resulta lamang ng mga kakaibang katangian ng kamalayan? Paano natutong makipag-ayos ang mga tao kung ano ang kasalukuyang sandali? (Tingnan din sa ibaba ang Entropy (axis ng oras)).
• 8. Lokalidad. Mayroon bang mga nonlocal phenomena sa quantum physics? Kung umiiral ang mga ito, mayroon ba silang mga limitasyon sa pagpapadala ng impormasyon, o: maaari rin bang gumalaw ang enerhiya at bagay sa isang hindi lokal na landas? Sa ilalim ng anong mga kondisyon naoobserbahan ang mga di-lokal na phenomena? Ano ang idinudulot ng pagkakaroon o kawalan ng mga di-lokal na phenomena pangunahing istraktura space-time? Paano ito nauugnay sa quantum entanglement? Paano ito bigyang kahulugan mula sa pananaw ng tamang interpretasyon pangunahing kalikasan quantum physics?
• 9. Kinabukasan ng Uniberso. Ang Universe ba ay patungo sa isang Big Freeze, Big Rip, Big Crunch o Big Rebound? Ang ating uniberso ba ay bahagi ng isang walang katapusang paulit-ulit na cyclical pattern?
• 10. Problema sa hierarchy. Bakit ganito ang gravity mahinang puwersa? Ito ay nagiging malaki lamang sa sukat ng Planck, para sa mga particle na may enerhiya ng pagkakasunud-sunod ng 10 19 GeV, na mas mataas kaysa sa electroweak scale (sa mababang enerhiya na pisika, isang enerhiya na 100 GeV ang nangingibabaw). Bakit magkaiba ang mga kaliskis na ito sa bawat isa? Ano ang pumipigil sa mga dami sa electroweak scale, tulad ng mass ng Higgs boson, mula sa pagkuha ng quantum corrections sa mga kaliskis ng pagkakasunud-sunod ng Planck's? Ang supersymmetry, dagdag na sukat, o anthropic fine-tuning lang ba ang solusyon sa problemang ito?
• 11. Magnetic monopole. Mayroon bang mga particle - mga carrier? magnetic charge» sa anumang nakaraang panahon na may mas mataas na enerhiya? Kung gayon, mayroon bang nakikipag-date? (Ipinakita ni Paul Dirac na ang pagkakaroon ng ilang uri magnetic monopole maaaring ipaliwanag ang quantization ng singil.)
• 12. Ang pagkabulok ng proton at ang Grand Unification. Paano pagsasamahin ang tatlong magkakaibang quantum mechanical na pangunahing pakikipag-ugnayan kabuuan teorya mga patlang? Bakit ang pinakamagaan na baryon, na isang proton, ay ganap na matatag? Kung ang proton ay hindi matatag, kung gayon ano ang kalahating buhay nito?
• 13. Supersymmetry. Ang supersymmetry ba ng espasyo ay natanto sa kalikasan? Kung gayon, ano ang mekanismo ng pagkasira ng supersymmetry? Pinapatatag ba ng supersymmetry ang electroweak scale, na pumipigil sa mataas na quantum corrections? Ang dark matter ba ay binubuo ng mga light supersymmetric na particle?
• 14. Mga henerasyon ng bagay. meron pa ba tatlong henerasyon quark at lepton? May kaugnayan ba ang bilang ng mga henerasyon sa dimensyon ng espasyo? Bakit mayroon pang mga henerasyon? Mayroon bang teorya na maaaring ipaliwanag ang pagkakaroon ng masa sa ilang quark at lepton sa mga indibidwal na henerasyon batay sa mga unang prinsipyo (teorya ng pakikipag-ugnayan ni Yukawa)?
• 15. Pangunahing simetrya at neutrino. Ano ang katangian ng mga neutrino, ano ang kanilang masa, at paano nila hinubog ang ebolusyon ng Uniberso? Bakit may mas maraming bagay kaysa antimatter sa uniberso ngayon? Anong mga di-nakikitang puwersa ang naroroon sa bukang-liwayway ng sansinukob, ngunit nawala sa paningin sa proseso ng pag-unlad ng sansinukob?
• 16. Quantum field theory. Ang mga prinsipyo ba ng relativistic local quantum field theory ay tugma sa pagkakaroon ng isang nontrivial scattering matrix?
• 17. mga particle na walang masa. Bakit walang massless particle na walang spin ang umiiral sa kalikasan?
• 18. Quantum chromodynamics. Ano ang mga phase states malakas na pakikipag-ugnayan ng mga bagay at ano ang papel nila sa kalawakan? Ano ang panloob na organisasyon mga nucleon? Anong mga katangian ng strongly interacting matter ang hinuhulaan ng QCD? Ano ang namamahala sa paglipat ng mga quark at gluon sa mga pi-meson at nucleon? Ano ang papel ng pakikipag-ugnayan ng gluon at gluon sa mga nucleon at nuclei? Ano ang tumutukoy pangunahing tampok QCD at ano ang kaugnayan nila sa kalikasan ng gravity at space-time?
• 19. atomic nucleus at nuclear astrophysics. Ano ang katangian ng mga puwersang nuklear na nagbubuklod sa mga proton at neutron sa matatag na nuclei at mga bihirang isotopes? Ano ang dahilan ng koneksyon mga simpleng particle sa kumplikadong nuclei? Ano ang kalikasan mga neutron na bituin at siksik na nuclear matter? Ano ang pinagmulan ng mga elemento sa kalawakan? Ano mga reaksyong nuklear na nagpapagalaw ng mga bituin at nagdudulot sa kanila ng pagsabog?
• 20. Isla ng katatagan. Ano ang pinakamabigat na stable o metastable na nucleus na maaaring umiral?
• 21. Quantum mechanics at ang correspondence principle (minsan tinatawag na quantum chaos). Mayroon bang anumang ginustong interpretasyon ng quantum mechanics? Bilang isang quantum description ng realidad, na kinabibilangan ng mga elemento tulad ng quantum superposition estado at pagbagsak function ng alon o quantum decoherence, humahantong sa realidad na nakikita natin? Ang parehong ay maaaring ipahayag sa problema sa pagsukat: ano ang "dimensyon" na nagiging sanhi ng pag-andar ng alon upang mahulog sa isang tiyak na estado?
• 22. pisikal na impormasyon. Mayroon bang mga pisikal na phenomena tulad ng mga black hole o pagbagsak ng wave function na hindi na mababawi na sumisira ng impormasyon tungkol sa kanilang mga nakaraang estado?
• 23. Teorya ng lahat ("Mga Great Unification Theories"). Mayroon bang teorya na nagpapaliwanag ng mga halaga ng lahat ng mga pangunahing pisikal na pare-pareho? Mayroon bang teorya na nagpapaliwanag kung bakit ang gauge invariance karaniwang modelo ang paraan na ito ay, bakit ang napapansin na espasyo-oras ay may 3 + 1 na dimensyon, at bakit ang mga batas ng pisika ay ganoon din sila? Nagbabago ba ang "mga pangunahing pisikal na pare-pareho" sa paglipas ng panahon? Ang alinman sa mga particle sa karaniwang modelo ng pisika ng particle ay aktwal na binubuo ng iba pang mga particle na napakalakas na nakagapos na hindi sila maobserbahan sa kasalukuyang mga pang-eksperimentong enerhiya? Mayroon bang pangunahing mga particle na hindi pa naobserbahan, at kung gayon, ano ang mga ito at ano ang kanilang mga pag-aari? Mayroon bang hindi mapapansin pangunahing pwersa na ang teorya ay nagmumungkahi na nagpapaliwanag ng iba pang hindi nalutas na mga problema sa pisika?
• 24. Gauge invariance. Mayroon ba talagang mga di-Abelian gauge theories na may puwang sa mass spectrum?
• 25. CP symmetry. Bakit hindi napanatili ang CP symmetry? Bakit ito nagpapatuloy sa karamihan sa mga naobserbahang proseso?
• 26. Physics ng semiconductor. Ang quantum theory ng semiconductors ay hindi maaaring tumpak na kalkulahin ang alinman sa mga semiconductor constants.
• 27. Ang quantum physics. Ang eksaktong solusyon ng Schrödinger equation para sa multielectron atoms ay hindi alam.
• 28. Kapag nilutas ang problema ng pagkakalat ng dalawang beam sa pamamagitan ng isang balakid, ang scattering cross section ay walang hanggan na malaki.
• 29. Feynmanium: Ano ang mangyayari sa elemento ng kemikal, na ang atomic number ay mas mataas sa 137, bilang resulta kung saan ang 1s 1 -electron ay kailangang gumalaw sa bilis na lampas sa bilis ng liwanag (ayon sa Bohr model ng atom)? Ang "Feynmanium" ba ang huling elemento ng kemikal na may kakayahang umiiral nang pisikal? Ang problema ay maaaring lumitaw sa paligid ng elemento 137, kung saan ang pagpapalawak ng pamamahagi ng nuclear charge ay umabot sa huling punto nito. Tingnan ang artikulong Extended periodic table mga elemento at ang seksyong Relativistic effects.
• 30. Istatistikong pisika. Walang sistematikong teorya hindi maibabalik na mga proseso, na ginagawang posible na magsagawa ng mga quantitative na kalkulasyon para sa anumang partikular na pisikal na proseso.
• 31. Quantum electrodynamics. Mayroon bang mga epekto ng gravitational, sanhi ng zero fluctuations electromagnetic field? Hindi alam kung paano kapag nagkalkula quantum electrodynamics sa lugar mataas na frequency sabay-sabay na matupad ang mga kondisyon ng finiteness ng resulta, relativistic invariance at ang kabuuan ng lahat ng alternatibong probabilities na katumbas ng isa.
• 32. Biophysics. Ay absent quantitative theory para sa kinetics ng conformational relaxation ng mga macromolecule ng protina at ang kanilang mga complex. Walang kumpletong teorya ng paglipat ng elektron sa mga biological na istruktura.
• 33. Superconductivity. Imposibleng theoretically mahulaan, alam ang istraktura at komposisyon ng bagay, kung ito ay papasa sa superconducting state na may pagbaba ng temperatura.

Sa ibaba ay nagpapakita kami ng isang listahan ng mga hindi nalutas na problema sa modernong pisika.

Ang ilan sa mga problemang ito ay teoretikal. Nangangahulugan ito na ang mga umiiral na teorya ay hindi maipaliwanag ang ilang mga naobserbahang phenomena o mga resulta ng eksperimentong.

Ang iba pang mga problema ay pang-eksperimento, na nangangahulugan na may mga kahirapan sa paglikha ng isang eksperimento upang subukan ang isang iminungkahing teorya o upang pag-aralan ang isang kababalaghan nang mas detalyado.

Ang ilan sa mga isyung ito ay malapit na nauugnay. Halimbawa, maaaring malutas ng mga dagdag na dimensyon o supersymmetry ang problema sa hierarchy. Ito ay pinaniniwalaan na ang isang kumpletong teorya ng quantum gravity ay makakasagot sa karamihan ng mga tanong na ito.

Ano ang magiging katapusan ng sansinukob?

Ang sagot ay higit na nakasalalay sa madilim na enerhiya, na nananatiling isang hindi kilalang termino sa equation.

Ang madilim na enerhiya ay responsable para sa mabilis na paglawak ng uniberso, ngunit ang pinagmulan nito ay isang misteryo na nababalot ng kadiliman. Kung ang madilim na enerhiya pare-pareho sa mahabang panahon, malamang na tayo ay nasa isang "malaking pagyeyelo": ang uniberso ay patuloy na lalawak nang mas mabilis at mas mabilis, at sa kalaunan ang mga kalawakan ay magiging napakalayo sa isa't isa na ang kasalukuyang kawalan ng espasyo ay tila isang laro ng bata. .

Kung tumaas ang madilim na enerhiya, ang pagpapalawak ay magiging napakabilis na hindi lamang ang espasyo sa pagitan ng mga kalawakan, kundi pati na rin sa pagitan ng mga bituin ay tataas, iyon ay, ang mga kalawakan mismo ay mapupunit; ang pagpipiliang ito ay tinatawag na "malaking puwang".

Ang isa pang senaryo ay ang madilim na enerhiya ay lumiliit at hindi na makakalaban sa puwersa ng grabidad, na magiging sanhi ng pagkulot ng uniberso ("big crunch").

Well, ang bottomline ay kahit anong mangyari, tayo ay napapahamak. Bago iyon, gayunpaman, bilyun-bilyon o kahit trilyong taon - sapat upang malaman kung paano mamamatay ang Uniberso pagkatapos ng lahat.

quantum gravity

Kahit na aktibong pananaliksik, ang teorya ng quantum gravity ay hindi pa nabubuo. Ang pangunahing kahirapan sa pagbuo nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang dalawang pisikal na teorya na sinusubukan nitong pagsamahin, - quantum mechanics at general relativity (GR) -  ay batay sa magkakaibang hanay ng mga prinsipyo.

Kaya, ang quantum mechanics ay nabuo bilang isang teorya na naglalarawan sa temporal na ebolusyon mga pisikal na sistema(halimbawa, mga atom o elementarya na particle) laban sa background ng panlabas na espasyo-oras.

Walang panlabas na espasyo-oras sa pangkalahatang relativity - ito mismo ay isang dinamiko variable na teorya, depende sa mga katangian ng klasiko mga sistema.

Sa paglipat sa quantum gravity, hindi bababa sa, ito ay kinakailangan upang palitan ang mga system na may mga quantum (iyon ay, upang maisagawa ang quantization). Ang resultang koneksyon ay nangangailangan ng ilang uri ng quantization ng geometry ng space-time mismo, at pisikal na kahulugan ang naturang quantization ay ganap na hindi malinaw at walang anumang matagumpay na pare-parehong pagtatangka upang isakatuparan ito.

Kahit na isang pagtatangka na i-quantize ang isang linearized teoryang klasiko Ang gravitation (GR) ay nakakaranas ng maraming teknikal na problema - quantum gravity ay lumalabas na isang hindi-renormalizable na teorya dahil sa katotohanan na ang gravitational constant ay isang dimensional na dami.

Ang sitwasyon ay pinalala ng katotohanan na ang direktang mga eksperimento sa larangan ng quantum gravity, dahil sa kahinaan ng pakikipag-ugnayan ng gravitational, hindi magagamit makabagong teknolohiya. Para sa kadahilanang ito, sa paghahanap tamang salita Ang quantum gravity ay hanggang ngayon ay umaasa lamang sa mga teoretikal na kalkulasyon.

Ang Higgs boson ay ganap na walang kahulugan. Bakit ito umiiral?

Ang Higgs boson ay nagpapaliwanag kung paano ang lahat ng iba pang mga particle ay nakakakuha ng masa, ngunit sa parehong oras ay nagtataas ng maraming mga bagong katanungan. Halimbawa, bakit naiiba ang pakikipag-ugnayan ng Higgs boson sa lahat ng mga particle? Kaya, ang t-quark ay nakikipag-ugnayan dito nang mas malakas kaysa sa elektron, kaya naman ang masa ng una ay mas mataas kaysa sa ikalawa.

Bilang karagdagan, ang Higgs boson ang una elementarya na butil na may zero spin.

"Meron tayong ganap bagong lugar particle physicist," sabi ng scientist na si Richard Ruiz, "Wala kaming ideya kung ano ang kalikasan nito."

Hawking radiation

Ang mga itim na butas ba ay gumagawa ng thermal radiation, gaya ng hinuhulaan ng teorya? Naglalaman ba ang radiation na ito ng impormasyon tungkol sa kanilang panloob na istraktura o hindi, tulad ng sumusunod mula sa orihinal na kalkulasyon ni Hawking?

Bakit ang uniberso ay gawa sa bagay at hindi antimatter?

Ang antimatter ay ang parehong bagay: ito ay may eksaktong parehong mga katangian ng sangkap na bumubuo sa mga planeta, bituin, kalawakan.

Ang pagkakaiba lang ay ang bayad. Ayon kay modernong ideya, sa bagong silang na Uniberso, pareho silang nahahati. Di-nagtagal pagkatapos ng Big Bang, ang bagay at antimatter ay nilipol (nag-reaksyon na may mutual na paglipol at ang paglitaw ng iba pang mga particle ng bawat isa).

Ang tanong, paano nangyari na nanatili pa rin ang isang tiyak na halaga ng bagay? Bakit nagtagumpay ang matter at nabigo ang antimatter sa tug of war?

Upang ipaliwanag ang pagkakaibang ito, masigasig na naghahanap ang mga siyentipiko ng mga halimbawa ng paglabag sa CP, iyon ay, mga proseso kung saan mas gusto ng mga particle na mabulok upang bumuo ng matter, ngunit hindi antimatter.

"Una sa lahat, gusto kong maunawaan kung ang mga neutrino oscillations (pagbabago ng mga neutrino sa antineutrino) ay naiiba sa pagitan ng mga neutrino at antineutrino," sabi ni Alicia Marino mula sa Unibersidad ng Colorado, na nagbahagi ng tanong. "Walang ganito ang naobserbahan sa ngayon, ngunit inaasahan namin ang susunod na henerasyon ng mga eksperimento."

Teorya ng lahat

Mayroon bang teorya na nagpapaliwanag ng mga halaga ng lahat ng mga pangunahing pisikal na pare-pareho? Mayroon bang teorya na nagpapaliwanag kung bakit ganito ang mga batas ng pisika?

Upang sumangguni sa isang teorya na magbubuklod sa lahat ng apat na pangunahing pakikipag-ugnayan sa kalikasan.

Sa panahon ng ikadalawampu siglo, maraming "teorya ng lahat ng bagay" ang iminungkahi, ngunit wala sa mga ito ang nakapasa sa pang-eksperimentong pagsubok, o may malaking kahirapan sa pag-aayos ng eksperimental na pagsubok para sa ilan sa mga kandidato.

Bonus: Ball Lightning

Ano ang katangian ng hindi pangkaraniwang bagay na ito? Ay bola kidlat malayang bagay o pinalakas ng enerhiya mula sa labas? Iyan lang ba mga bolang apoy Pareho ba sila ng kalikasan o may iba't ibang uri?

Kidlat ng bola - maliwanag na lumulutang sa hangin bola ng apoy, kakaibang bihira isang natural na kababalaghan.

Nagkakaisa teoryang pisikal ang paglitaw at takbo ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi pa ipinakita hanggang sa kasalukuyan, mayroon din mga teoryang siyentipiko na binabawasan ang kababalaghan sa mga guni-guni.

Mayroong humigit-kumulang 400 mga teorya na nagpapaliwanag sa kababalaghan, ngunit wala sa kanila ang nakatanggap ng ganap na pagkilala sa kapaligirang pang-akademiko. Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang mga katulad ngunit panandaliang phenomena ay nakuha ng ilan iba't ibang paraan, upang ang tanong ng likas na katangian ng kidlat ng bola ay nananatiling bukas. Sa pagtatapos ng ika-20 siglo, walang isang pang-eksperimentong paninindigan ang nilikha kung saan ang natural na kababalaghan na ito ay artipisyal na muling ginawa alinsunod sa mga paglalarawan ng mga nakasaksi ng kidlat ng bola.

Ito ay malawak na pinaniniwalaan na bola kidlat - kababalaghan pinanggalingan ng kuryente, likas na kalikasan, ibig sabihin, ito ay espesyal na uri kidlat na umiiral matagal na panahon at pagkakaroon ng hugis ng bola, na may kakayahang gumalaw sa isang hindi mahuhulaan, minsan nakakagulat na tilapon para sa mga nakasaksi.

Ayon sa kaugalian, ang pagiging maaasahan ng maraming ball lightning eyewitness account ay nananatiling may pagdududa, kabilang ang:

• ang mismong katotohanan ng pagmamasid ng hindi bababa sa ilang kababalaghan;
• ang katotohanan ng pagmamasid sa bola kidlat, at hindi ilang iba pang kababalaghan;
• hiwalay na mga detalye ng hindi pangkaraniwang bagay, na ibinigay sa patotoo ng isang nakasaksi.

Ang mga pag-aalinlangan tungkol sa pagiging maaasahan ng maraming mga patotoo ay nagpapalubha sa pag-aaral ng hindi pangkaraniwang bagay, at lumikha din ng mga batayan para sa paglitaw ng iba't ibang mga speculative sensational na materyales na sinasabing nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.

Batay sa mga materyales: ilang dosenang artikulo mula sa