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目前無法解釋的5個物理問題,每一個都困擾科學家近百年的時間

2024-07-11科學

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現代科學認為,我們的宇宙誕生於138億年,當時有一顆奇異點發生了爆炸,奇異點是一個質素無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點,這個點爆炸以後,我們的宇宙快速的向四周膨脹,經過138億年的時間,宇宙才膨脹成我們現在所看到的樣子,宇宙中的天體都是在宇宙大爆炸之後所誕生的,地球就是宇宙中的一顆行星,不過地球這顆行星和其它行星最大的區別在於,地球誕生了生命,生命的出現給地球增添了很多色彩,尤其是人類出現以後,現在人類已經能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技發展的速度很快,不過即便如此,在宇宙中依然存在很多人類無法解釋的物理問題,這些物理問題困擾著科學家近百年的時間,下面我們就一起來看看這些無法解釋的物理問題有哪些?

第一個物理問題——人類到底是如何起源的?

人類作為地球上最有智慧的生物,在短短幾千年的時間內,已經站到了地球食物鏈的頂端,而其它生物甚至幾億年都無法前進演化成智慧生命,比如說恐龍,恐龍曾經在地球上統治了1.6億年的時間,如此漫長的時間恐龍都沒有前進演化出智慧,而是在6500萬年前滅絕了,病毒作為地球上的原住民,有著幾十億年的歷史,它們也沒有前進演化出智慧來,為什麽人類能夠在短短幾百萬年的時間內前進演化為智慧生命?根據科學家的研究,從化石記錄來看,一系列的古人類化石揭示了人類前進演化的清晰脈絡。例如,南方古猿、能人、直立人、智人等,這些化石的發現為人類前進演化的研究提供了關鍵的實物證據。它們在形態、骨骼結構和腦容量等方面呈現出逐漸變化和發展的趨勢,顯示出從類似猿類的特征向現代人類特征的轉變。

在基因方面,現代生物學和遺傳學的研究也為人類的前進演化起源提供了有利的證據,透過科學家的分析對比我們能夠知道,人類和黑猩猩等猿類在基因上面有著高度的相似性,這說明我們在遺傳上有著共同的祖先,並且在漫長的演化過程中逐漸分化,雖然說現在有很多證據能夠證明,人類就是由猿類前進演化而來的,但是在前進演化過程中,為什麽人類和其它猿類動物會出現分歧?這是科學家現在無法解釋的問題,對於人類的前進演化過程,存在很多謎團,當時到底發生了什麽?讓猿類出現大的分歧,使得猿類開始向人類前進演化?而且這個前進演化是地球歷史上前所未有的,要知道,在地球漫長的歲月中,經歷了5次生物大滅絕,但是沒有一次生物大滅絕能夠前進演化出智慧生命來,只有人類成功了,所以很多人對人類的起源非常好奇,目前科學家也在積極的研究這個問題。

第二個物理問題——為什麽太陽系只有地球有生命?

根據科學家的研究我們能夠知道,在太陽系中一共有八大行星,它們分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在八大行星當中,地球是唯一一顆誕生了生命的星球,很多科學家表示,地球之所以能夠誕生生命,主要是因為地球處於太陽系的宜居地帶,能夠獲得足夠的熱量,所以地球才能夠慢慢誕生生命,而且地球上擁有豐富的水資源,這是誕生生命的基礎,不過在太陽系中處於宜居地帶的星球,並不只是地球,火星和金星同樣處於太陽系的宜居地帶,為什麽這兩顆星球沒有誕生生命?難道是因為這兩顆星球上面沒有水資源?根據科學家的分析我們能夠知道,地球上面的水資源並不是與生俱來的,而是彗星帶來的,在太陽系早期的時候,大量的彗星撞擊了地球,使得彗星上面的水資源和其它物質留在了地球上。

不過當時彗星並不單單撞擊了地球,還撞擊了其它星球,比如說金星、火星,既然都是一樣的,為什麽金星和火星環境差異如此之大,科學家最早探索的星球就是金星,透過研究發現,金星環境非常惡劣,金星表面平均溫度高達460℃至500℃,比水星還要熱。這是由於其大氣層中含有大量的二氧化碳,形成了強烈的溫室效應,使得熱量無法散發到太空中。金星表面大氣壓非常高,約為地球大氣壓的90倍以上,相當於在人身上壓了一輛坦克。這種高壓環境對探測器和任何可能存在的生命形式都是巨大的挑戰。金星雲層頂端風速能達到恐怖的350千米/小時,是地球12級颶風風速的三倍多。同時,金星的天空中還不斷爆發閃電,一次閃電甚至可以持續近15分鐘。在如此惡劣的環境下,生命不可能生存。

而火星沒有磁場和大氣層,磁場能夠保護大氣層使得大氣層不會被太陽風吹散,沒有磁場的保護,大氣層就無法長久保留,大氣層能夠抵擋宇宙中的各種輻射和太陽紫外線,沒有大氣層的保護,生命也無法長期存在,不過讓人感到疑惑的是,既然金星、火星、地球這三顆行星都是巖質行星,而且它們都處於太陽系的宜居地帶,為什麽它們的環境差異會變得如此之大?難道說在太陽系早期的時候,太陽系發生過一些不為人知的秘密?對此,現在科學家也無法解釋,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開這個奧秘。

第三個物理問題——宇宙外面是什麽?

現在人類能夠觀察到的宇宙直徑大約是930億光年,而這並不是宇宙的全部範圍,宇宙到底有多大?目前科學家還在研究當中,之所以會存在不可觀測宇宙,是兩個原因造成的,第一個就是光速限制,現在我們都知道光速大約是每秒30萬公裏,而我們的宇宙一直都在膨脹當中,膨脹的速度遠遠大於光速,由於資訊的傳遞速度為光速,這就意味著肯定存在我們無法獲取的資訊宇宙,這樣的宇宙對於我們來說是不可觀察的,其實也是沒有意義的,因為那裏的任何資訊都不可能到達地球,如果說我們的宇宙是有邊界的,那麽邊界之外是什麽?不少科學家認為,宇宙之外還是宇宙,只不過是平行宇宙,這個理論認為,我們的宇宙外面還存在眾多的平行宇宙,平行宇宙的大小都是不同的。

我們的宇宙可能是由其它平行宇宙衍生出來的,而其它的平行宇宙也可能是我們的宇宙衍生出來的,它們就像是無數個泡泡一樣,構成了不同的宇宙,除此之外,還有的科學家認為,既然時間和空間都是在宇宙大爆炸之後誕生的,那麽就不存在宇宙之外的說法,因為一切法則都是來自於大爆炸,沒有大爆炸就沒有所謂的法則,也就不存在宇宙之外的說法,目前科學家一直都在研究宇宙之外的奧秘,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開這個奧秘。

第四個物理問題——為什麽宇宙中不存在反物質

在宇宙中我們經常能夠看到各種各樣的物質,這些物質都是正物質,根據科學家的研究得出,物質也有相反的一面,科學家將其稱為是反物質,反物質的威力是巨大的,是迄今為止已知物質質素轉化為能量最大最完美的釋放,也是質能轉化率達到百分之百的物質,世界上沒有任何物質或者技術制造出來的能量能夠和反物質相比較,現在,我們人類掌握的最大質能轉換技術就是核聚變,質素轉化為能量的比率約0.7%,也就是1kg物質可以轉化出7g的能量,只是反物質轉化率的1/142.86。根據愛因斯坦的方程式式E=MC^2。這裏的E表示能量,單位J(焦耳);M表示質素,單位kg(千克);C表示光速,單位m(米)。按照這個方程式計算,1克反物質全部釋放的能量大約是9*10^13j,但是反物質和正物質相遇。

1g反物質和1g正物質能夠爆發出2g的能量,即1.8*10^14j,這個能量到底有多大呢?每kw/h(千瓦/時,1度)電能相當於3600000J,每噸TNT炸藥爆炸能量相當於4184000000J。簡單來說就是,1g反物質和1g正物質所產生的能量就相當於5000萬度電或者說是4.3萬噸TNT炸藥爆炸的威力。看到這裏,相信很多人會產生一個疑問,如此強大的反物質,為什麽科學家不利用呢?這是因為科學家在宇宙中根本沒有找到反物質,最早提出反物質概念的是英國物理學家狄拉克,他在1928年就首次預言並論證了正電子的存在;1932年,美國物理學家安德遜在實驗室中又發現和證實了狄拉克預言的正電子;1955年,英國物理學家西格雷用人工方法獲得了反質子。

1937年,意大利物理學家埃托雷·馬約拉納預言有一種粒子,反粒子就是其本身,人們把這種正反合二為一的粒子稱為馬約拉納費米子。科學家們為了找到這種粒子,耗費了整整80年時間。但是在宇宙中,科學家幾乎沒有發現反物質,對此科學家猜測,在宇宙大爆炸之初,反物質和正物質分離了,如果說兩個物質沒有分離,那麽他們就會產生巨大的能量,使得整個宇宙都無法存在,或者說,在宇宙大爆炸之初,宇宙中也存在大量的反物質,但是所有的反物質都已經湮滅了,而現在宇宙中只剩下了正物質,想要找到大量的反物質,就需要科學家利用高科技制造,但是現在人類制造反物質的成本太高了,根本不劃算,所以反物質目前還處於理論階段,想要真正的實施還需要漫長的時間。

第五個物理問題——人類是否存在自由意識

人類作為地球上最有智慧的生命,人類的科技發展非常快,現在我們已經能夠走出地球探索宇宙,不過一直以來科學家都在研究人類是不是擁有自我意識,一般來說,自由意識是指人類能夠自主選擇行為和決策的能力,而不受外界條件和因果關系的決定,一些哲學家認為,人類具有自由意識,因為我們在做決策和行動的時候,感覺到自己能夠自主選擇,而不是被外界因素所決定的,而且人類大腦中存在決策和選擇的神經網絡,這也支持了人類具有自由意識的觀點,然而還有一些科學家認為,人類並不具有真正的自由意識,因為我們的行為和決策都受到了基因、環境、文化、經驗等多個因素的影響,雖然我們有意識的決策和行為,但是這些決策和行為實際上都是由之前的因果關系所決定的,而我們並沒有真正自主的選擇。

從神經科學和決定論的角度來看,人的大腦是由神經元和神經回路組成的物理系統,其活動受到生物化學和物理規律的制約。我們的思維、情感和決策可能是大腦中復雜的神經活動的結果,而這些神經活動在某種程度上是由先前的原因所決定的。量子力學中的不確定性原理為自由意識的存在提供了一些可能性的支持,但其在大腦中的作用和影響目前仍不明確。我們所看到的一切和感受到的一切都是來自眼睛和神經元,如果說我們所看到的一切都是假象,那#深度好文計劃# 麽就不存在所謂的自由意識,我們所看的一切會不會是大腦給我們產生的假象?目前科學也在積極的研究當中,未來隨著人類科技的進步,說不定人類能夠解開這個奧秘,對此,大家有什麽想說的嗎?

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