有哪些罕見的宇宙現象不能被現在的科學所解釋?
多了去了,根本不罕見。現代科學提供的是描述世界的模型,而不是「絕對真理」,模型只要求容易理解和使用、能比其它模型更好地解釋現有觀測事實、做出預言並被驗證。對於一個時期的理論無法解釋的事物,人們可以構造新的理論或修補舊的理論,但現在構造出的所有理論都不能讓人完全滿意。
- 現有的宇宙論模型無法解釋規模巨大的觀測事實。武仙-北冕座長城[1]和巨型伽馬射線暴環[2]所代表的不均勻性,靠引力、宇宙早期量子漲落、暗物質和暗能量都無法產生。我們還沒有能在兼容這樣的巨型結構的同時跟現在這個宇宙論模型一樣好地解釋宇宙微波背景輻射的模型。
- 已有一些觀測事實顯示部分宇宙射線帶有高於GZK極限的能量,稱作超高能量宇宙射線。這些觀測事實被稱作GZK悖論[3]。
- 沒有一個合格的量子引力模型。現在沒有人知道你從任何天體上都能觀測到的引力現象在微觀上到底是引力子傳遞的作用力還是時空離散結構的產物[4]。現在沒有人知道如何將量子力學與廣義相對論、引力現象寫成相容的形式並在微觀長度等級下維持正確性[5]。
- 現在沒人知道黑洞是否真有霍金輻射、是否真有事件視界,即使這兩樣東西都有,也沒人知道霍金輻射能否攜帶黑洞內部結構的信息。
- 別說黑洞了,中子星的物理性質你當我們搞明白了麼。
- 別說中子星了,太陽的物理性質[6]你當我們搞明白了麼。
- 現有理論其實不能解釋物質的存在。大爆炸應該製造出同樣數量的粒子與反粒子,而粒子會和反粒子湮滅產生光子。既然我們和我們周圍的物質存在而不是隻有光子,說明有某些物理定律不平等地作用於物質與反物質,而現在未發現這樣的物理定律。
- 現在其實都沒人知道質子到底會不會衰變、質子到底有多大的電荷半徑、質子的自旋到底是怎麼湊出來的[7]、夸克禁閉由什麼產生。
- 在這種對構成宇宙的極為基本的東西的性質一問三不知的情況下,你的身體裏就有大量的輕子和夸克,你的身體就是由不可解的怪異構成的。生物學·生理學和醫學對包括人在內的地球生物的多種異常表現無從解釋,對其進行幹預的工具本身也接近黑箱。科學家或醫生能把問題解決了,並不代表他們知道問題是怎麼發生的、又究竟是怎麼解決的。
- 按現在的理論,暗物質和暗能量此時此刻就在你身邊,而「暗能量到底是什麼」「冷暗物質到底是什麼」還沒有能讓人滿意的解釋。
- 標準模型在高能物理上是個遠不能滿意、要去打破的對象,從業者經常在談超越標準模型的新物理。
- 那麼你就理所當然可以想像:宇宙本身的存在就沒解釋出來。形成宇宙或多重宇宙的物質、能量、時空、基本作用力到底從何而來,又能否驗證多重宇宙的存在呢,現在沒譜的。
- 旅行者探測衛星測得的數據顯示的真空能量密度上限為1E23電子伏特每立方米,而從量子場論估算出的零點能密度是1E130電子伏特每立方米[8],觀測數值和理論數值竟然相差107個數量級。這是人類物理史上現有的預言的最大偏差[9],你從大學門口的老民科手中接過的畫著八卦和太極圖的物理論文通常都不會含有這樣的崩壞現象。一些物理學者認為這表明基礎理論存在離譜的錯誤。
儘管如此,暴脹宇宙論,或曰大爆炸宇宙論,以背景輻射的存在和其高水準的各向同性為鐵拳,幾乎打死了所有非標準宇宙論。這樣的理論其實不用關注有多少不能解釋的,證據實在太硬了,不會被隨便放棄,遇到問題往裡加東西就是了。不能用版本1.0解釋的可觀測到的物質的質量問題、可觀測到的加速膨脹、尺寸極大的大尺度宇宙構造,往版本1.1裏添加分佈在宇宙各處的暗物質、均勻分佈在全宇宙或曰是時空的性質的暗能量、暴漲早期那些物質是一起漲落出來並曾經在一起相互作用就可以解釋了。
雖然聽起來像以太那一套,其實這是很普通的處理。量子物理那邊為了圓W玻色子與Z玻色子的實測質量,都敢搞均勻分佈到全宇宙的希格斯場,還砸了那麼多錢撞出了希格斯玻色子。你這本來就是宇宙級的問題,還幾乎不要錢,怕什麼。
參考
- ^天文學家Istvan Horvath、Jon Hakkila和Zsolt Bagoly分析1997到2012年的觀測資料時發現31個伽瑪射線暴中的14個集中在45°寬(即全天八分之一)的徑向區域,紅移值1.6到2.1。柯爾莫諾夫-斯米爾諾夫檢驗的結果顯示,伽瑪射線暴大量集中在這一區域的狀況無法完全歸因於因為資料選擇造成的偏差。要允許這麼多伽瑪射線暴發生在這一區域,必須有數以百萬計的星系。結論認為該區域存在長度100億光年以上、距離地球約100億光年的巨大結構體,命名為武仙-北冕座長城(Hercules-Corona Borealis Great Wall)。這長度是均勻性尺度上限的8倍多,不但不均勻而且不知道要如何在大爆炸後37.9億年的早期宇宙裏形成,讓宇宙學原理受到更進一步的質疑。 https://arxiv.org/abs/1401.0533
- ^巨型伽馬射線暴環(Giant GRB Ring)是可觀測宇宙中已知的最大的具有規則形態的結構,估計由大量星系和廣闊的低密度區域(所謂「空洞」)組成,長軸約56億光年,距離地球約91億光年。這物體的規模和年代的嚴重性還沒有達到武仙-北冕座長城的地步,但也十分嚴峻。即使按最近十幾年裡放寬了限制的宇宙學模型,考慮所有的影響,大尺度宇宙結構的長軸也不應超越12億光年。銀河系所屬的拉尼亞凱亞超星系團的長軸為5.2億光年。 https://arxiv.org/abs/1507.00675
- ^解釋之一是這些觀測出自儀器誤差或對實驗結果的錯誤解讀。解釋之二是超高能量宇宙射線來自近距離的粒子源,現在不明白這些粒子源會是什麼。另外的嘗試是用極高能量低交互作用性粒子來解釋,例如極超新星放出的中微子。雙重狹義相對論之類新理論也可以分一杯羹。
- ^圈量子引力論
- ^候選的量子引力理論還拿不出可在目前能級下進行的實驗方案。
- ^在實驗室裏根本就沒測出兩個氕合成氘存在反應截面。 這是個吸熱反應,至少要吸收1.25兆電子伏特的能量。拿加速器將兩個0.7兆電子伏特以上的質子打在一起,形成的雙質子(氦2原子核)也有超過99.99%的概率在小於1納秒的時間內衰變成兩個質子並分開。雙質子衰變成氘原子核的概率低於萬分之一。 太陽核心裡的質子沒有這麼大能量。目前的解釋是質子靠量子隧穿強行越過庫倫障壁,如此一來兩個質子聚變為氘原子核的反應在太陽核心裡平均耗時90億年~140億年。 此反應的勞森判據(維持核聚變反應堆中能量平衡的條件)則從理論上就不存在,因為這是吸熱反應。而且那個中微子會帶走最多0.42兆電子伏特的能量,無論在實驗室裏還是在恆星裏都沒有回收的方法,也不會參與支撐恆星。即使你把那個正電子跟一個電子湮滅掉,放出的兩個伽馬光子加起來只有1.02兆電子伏特的能量,我們也沒有條件把這能量全都拿來加熱聚變等離子體。 如果不是太陽就在那裡,我們可以就這樣證明太陽根本不會存在。
- ^質子是自旋為1/2的費米子,但是1988年歐洲μ子共同研究團隊發現質子的三個主要價夸克只貢獻出總自旋的20~30%
- ^SM Dutra. Cavity Quantum Electronics. John Wiley Sons. 2005: 63. ISBN 0471713473.
- ^https://dx.doi.org/10.1016%2FS1355-2198%2802%2900033-3
你小時候修過電視機麼?
嗯
就是那種
拍兩下啊就好了
如果不好
換個角度
換個力度
再拍兩下
其實這就很好地解釋了現有人類文明科學對宇宙現象的解釋
1、
我們每天都睡覺,
但我們根本不知道自己是怎麼睡著的。
沒有人看清楚自己是如何入睡的。
好像莫名其妙的,
在某一個瞬間,
就突然沒了意識,
但當時你根本不知道,
因為已經沒意識了嘛,
所以也不知道自己是怎麼睡著的,
必須要等到你醒來之後,
你才會發現,
哦,原來我睡著了,
睡了七八個小時呢。
2、
也沒有人看清楚自己是如何醒來的。
也好像莫名其妙的,
在某一個瞬間,
就突然有了意識,
然後發現自己躺在牀上,
這時候大概才明白,
原來我是睡醒了。
但具體是怎麼醒的,
醒來之前的自己是個什麼情況,
其實是不知道的。
我們每天都會醒來,
但我們根本不知道自己是怎麼醒來的。
3、
在我們入睡和醒來之間,
還有一種狀態,
叫做夢。
夢裡面的我們是有意識的,
但不同於我們清醒時候的意識,
大多數情況下,
我們並不知道自己在做夢。
夢中的世界五彩繽紛,
充斥著大量的故事、人物、情節,
劇情跌宕起伏、天馬行空,
甚至不太符合我們的常規邏輯,
複雜程度也絲毫不亞於醒著的世界。
夢的種類也是千奇百怪,
有些是日有所思,夜有所夢,
但也有匪夷所思的,
甚至還有預言夢。
對於人為什麼會做夢,
這些夢為什麼這麼奇怪,
我們至今也沒有合理的解釋。
-
入睡、醒來、做夢,
其實都是罕見的宇宙現象,
只是我們都習以為常。
如果將這三個現象徹底弄明白了,
就離開悟不遠了。
0925三更:外星科技/引力透鏡,以及文章末尾,回答一位知友很有代表性的問題
0915再次更新:科學家重大發現,金星可能存在生命?小夥伴們點贊留言非常熱烈,補充更新更多精彩內容(中篇/尾篇) :-)數不勝數,不要太多。
單單《旅行到宇宙邊緣》裏就有很多,雖然是12年前的片子,現在看仍然非常壯美!震撼!令人窒息,又神祕詭異!
ta們從何而來?又為何而生?ta們上面有無更高智慧生命?視人類如螞蟻一般的低等生命?
無限驚嘆於宇宙的神祕,難道真有偉大的「造物主」靈巧的編織了這一切?
隨便看幾個例子。
- 開篇 觀測
獵戶座馬頭星雲