Нерешённые проблемы современной физики: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки |
|||
Строка 18:
=== [[Физика высоких энергий]], [[физика элементарных частиц]] ===
{{see also|Физика за пределами Стандартной модели}}
[[File:CMS Higgs-event.jpg|thumb|right|200px|Моделирование процесса обнаружения бозонов Хиггса на детекторе [[Компактный мюонный соленоид|КМС]] в [[CERN]]]]
; [[Механизм Хиггса]]: ''Существует ли [[Бозон Хиггса|частица Хиггса]]?'' Каковы последствия, если она не существует? Является ли она одной из многих?
; Проблема иерархии: Почему [[гравитация]] является такой слабой силой? Она становится большой только в планковском масштабе, для частиц с энергией порядка 10<sup>19</sup> [[ГэВ]], что гораздо выше электрослабого масштаба (в физике низких энергий доминирующей является энергия в 100 ГэВ). Почему эти масштабы так сильно отличаются друг от друга? Что мешает величинам электрослабого масштаба, таким как масса [[Бозон Хиггса|бозона Хиггса]], получать [[Перенормировка (явление)|квантовые поправки]] на масштабах порядка планковских? Являются ли решением этой проблемы [[суперсимметрия]], дополнительные измерения или просто [[Антропный принцип|антропная]] [[Тонкая настройка Вселенной|тонкая настройка]]?
Строка 46 ⟶ 48 :
; [[Тёмная энергия]]: Что является причиной наблюдаемого [[Ускоренное расширение Вселенной|ускоренного расширения Вселенной]] (фаза де Ситтера)? Почему плотность энергии тёмной компоненты энергии — величина того же порядка, что и плотность вещества в настоящее время, тогда как эти два феномена с течением времени развивались совершенно по-разному? Может быть, это потому, что мы ведём наблюдения в [[Антропный принцип|нужное время]]? Является ли тёмная энергия космологической константой, или же она является динамическим полем — некой квинтэссенцией, такой как фантомная энергия?
; [[Тёмная материя]]: Что такое тёмная материя?<ref name = "newscientist">[http://www.newscientist.com/article/mg18524911.600-13-things-that-do-not-make-sense.html 13 things that do not make sense] newscientistspace, 19 March 2005, Michael Brooks</ref> Связана ли она с [[Суперсимметрия|суперсимметрией]]? Связан ли феномен тёмной материи с той или иной формой материи, или это на самом деле является расширением гравитации?
[[File:Cosmic Coincidence Problem.png|right|300px|thumb|Логарифмичесие графики показывают плотность темной энергии <math>\rho_{*}</math> и плотность темной материи <math>\rho_m</math> по горизонтали отложен временной фактор <math>a</math> . Две прямые линии пересекаются в текущей эпохе.<ref name=steinardt>{{Citation |first = Paul |last = Steinardt |editor-last = Val Fitch et. al. |contribution = Cosmological Challenges For the 21st Century |series = Critical problems in physics: proceedings of a conference celebrating the 250th anniversary of Princeton University |year = 1997 |pages = 138–140 |place = Princeton, New Jersey |publisher = Princeton University Press |isbn =978-0-691-05784-2}}</ref>]]
; [[Тёмный поток]]: Что является причиной согласованного движения большой группы скоплений галактик к одной точке Вселенной?<ref>[http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2009/08/dark-flow-discovered-at-edge-of-the-universe-hundreds-of-millions-of-stars-racing-toward-an-cosmic-h.html "Dark Flow" Discovered at Edge of the Universe: Hundreds of Millions of Stars Racing Towards a Cosmic Hotspot]. Dailygalaxy.com (2009-08-26).</ref>
; Энтропия (направление времени): Почему Вселенная имела такую низкую [[Энтропия|энтропию]] в прошлом, приведшую в результате к различию между прошлым и будущим и [[Второй закон термодинамики|вторым законом термодинамики]]?
; Проблема горизонта: Почему удалённая от нас часть Вселенной так однородна, тогда как теория [[Большой взрыв|Большого взрыва]] предсказывает измеримую анизотропию небесной сферы больше, чем она наблюдается? Возможным подходом к решению являются гипотезы [[Инфляционная модель Вселенной|инфляции]] и переменной скорости света.
; [[Принцип Коперника|Изотропия реликтового излучения]]: Некоторые общие особенности микроволнового излучения неба на расстояниях более 13 миллиардов световых лет, по всей видимости, говорят о наличии как движения, так и ориентации Солнечной системы. Является ли это следствием систематических ошибок обработки, загрязнением результатов локальными эффектами или необъяснимым нарушением [[Принцип Коперника|принципа Коперника]]?
; [[Космологические модели|Форма Вселенной]]: Что такое 3-[[многообразие]] сопутствующего пространства, то есть сопутствующее пространственное сечение Вселенной, неофициально называемое «формой» Вселенной? Ни её кривизна, ни топология в настоящее время неизвестны, хотя кривизна скорее всего «близка» к нулю на наблюдаемых масштабах. Гипотеза космической инфляции предполагает, что форма Вселенной может быть неизмеримой, но с 2003 года команда Жана-Пьера Люмине и другие группы полагают, что Вселенная может иметь форму додекаэдрического пространства Пуанкаре. Является ли форма Вселенной неизмеримой, представляет собой пространство Пуанкаре или имеет другое 3-многообразие?
; [[Гравитационные волны]]: Можно ли гравитационные волны обнаружить экспериментально?<ref name=nrc-gravity>{{cite book|last=National Research Council|title=Gravitation, Cosmology, and Cosmic-Ray Physics|year=1986|publisher=National Academies Press|location=Washington, D. C.|isbn=0-309-03579-1|url=http://books.google.com/books?id=Hk1wj61PlocC&pg=PA36&lpg=PA36&dq=gravitational+wave+unsolved+problem+in+physics&source=bl&ots=lrSHduMokm&sig=YjcrUELaKtBLXb-HaCUwhLeK7UU&hl=en&sa=X&ei=ubiET5OGH-KQiQLcuuT1BA&ved=0CEQQ6AEwBA#v=onepage&q=unsolved&f=false}}</ref><ref name=seattle-pi>{{cite news|last=Paulson|first=Tom|title=Catching a cosmic wave of gravity|url=http://www.seattlepi.com/news/article/Catching-a-cosmic-wave-of-gravity-1088160.php#page-2|accessdate=10 April 2012|newspaper=Seattle Post-Intelligencer|date=May 27, 2002}}</ref>
=== Физика высоких энергий, физика элементарных частиц ===
Строка 74 ⟶ 67 :
=== Астрономия и астрофизика ===
[[Файл:Galaxies AGN Inner-Structure-of.jpg|right|270px|thumb|Релятивистские струи. Вокруг [[Активные ядра галактик|АЯГ]] релятивистская плазма коллимируется в струи, исходящие от полюсов [[Сверхмассивная чёрная дыра|сверхмассивной чёрной дыры]].]]
; Струи аккреционных дисков: Почему некоторые астрономические объекты, окружённые [[Аккреционный диск|аккреционным диском]], такие как [[активные ядра галактик]], испускают [[Релятивистская струя|релятивистские струи]], излучаемые вдоль полярной оси? Почему у многих аккреционных дисков существуют квази-периодические колебания? Почему период этих колебаний имеет масштаб, обратно пропорциональный массе центрального объекта? Почему иногда существуют обертоны, и почему у разных объектов обертоны имеют различные соотношения частоты?
; [[Солнечная корона|Проблема нагрева короны]]: Почему солнечная корона (атмосферный слой Солнца) намного горячее, чем поверхность Солнца? Почему [[магнитное пересоединение]] совершается на много порядков быстрее, чем предсказывают стандартные модели?
; [[Гамма-всплеск]]и: Каково происхождение этих краткосрочных всплесков высокой интенсивности?<ref>Open Questions, Cosmology and Astrophysics, item 11</ref>
; [[Сверхмассивная чёрная дыра|Сверхмассивные чёрные дыры]]: Какова причина отношения М-сигма между массой сверхмассивной чёрной дыры и дисперсией скорости [[галактика|галактики]]?<ref>{{Citation | last = Ferrarese | first = Laura | last2 = Merritt | first2 = David | author2 = | title = A Fundamental Relation between Supermassive Black Holes and their Host Galaxies | journal = The Astrophysical Journal | volume = 539 | issue = | pages = L9-L12 | date = | origyear = | year = 2000 | month = | url = http://adsabs.harvard.edu/abs/2000ApJ...539L...9F | doi = | id = }}</ref>
; Наблюдаемые аномалии:
: Аномалия «[[Hipparcos|Гиппарха]]»: Каково фактическое расстояние до [[Плеяды (звёздное скопление)#Расстояние|Плеяд]]?
: [[Эффект «Пионера»|Аномалия «Пионеров»]]<ref name="newscientist" />: Что вызывает небольшое дополнительное ускорение в направлении Солнца космических аппаратов [[Пионер (программа)|«Пионер»]]?<ref>Open Questions, Particle Physics, item 13</ref><ref>newscientistspace item 8</ref> (Проблема решена в 2012 году)
: [[Гравитационный манёвр|Аномалия сближения]]: Почему наблюдаемая энергия спутников, совершающих [[гравитационный манёвр]], отличается от предсказываемых теорией значений?
: [[Кривая вращения галактики|Проблема вращения галактик]]: Является ли [[тёмная материя]] ответственной за различия в наблюдаемых и теоретических скоростях вращения [[звезда|звёзд]] вокруг центра галактик, или же причина в чём-то ином?
Строка 90 ⟶ 80 :
; Космические лучи сверхвысоких энергий<ref name = "newscientist" />: Почему некоторые космические лучи обладают невероятно высокой энергией (так называемые ''частицы OMG''), учитывая, что вблизи Земли нет источников космических лучей с такой энергией? Почему некоторые космические лучи, испускаемые далёкими источниками, имеют энергию выше [[Предел Грайзена — Зацепина — Кузьмина|предела Грайзена-Зацепина-Кузьмина]]?<ref>Open Questions, Cosmology and Astrophysics, item 12</ref><ref>newscientistspace item 3</ref>
; Замедление времени пульсара: Почему выбросы пульсаров на больших космологических расстояниях не проявляют предсказанное свойство замедления времени?
; Скорость вращения [[Сатурн (планета)|Сатурн]]а: Почему магнитосфера Сатурна проявляет (медленно меняющуюся) периодичность, близкую к той, на которой вращаются облака планеты? Какова истинная скорость вращения глубоких внутренних слоёв Сатурна?<ref>{{cite web | url = http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/media/cassini-062804.html | title = Scientists Find That Saturn's Rotation Period is a Puzzle | date = June 28, 2004 | publisher = NASA | accessdate = 2007-03-22 | archiveurl = http://www.webcitation.org/616VzbaQF | archivedate = 2011-08-21}}</ref>
=== [[Физика конденсированного состояния]] ===
Строка 116 ⟶ 98 :
== Проблемы, решённые за последние десятилетия ==
: [[Эффект «Пионера»|Аномалия «Пионеров»]] (2012)<ref name="newscientist" />: Что вызывает небольшое дополнительное ускорение в направлении Солнца космических аппаратов [[Пионер (программа)|«Пионер»]]?<ref>Open Questions, Particle Physics, item 13</ref><ref>newscientistspace item 8</ref> Считается, что это является следствием ранее не учитываемой отдачи тепловых сил.<ref>{{cite doi|10.1103/PhysRevLett.108.241101}}</ref><ref>http://www.nytimes.com/2012/07/24/science/mystery-tug-on-pioneer-10-and-11-probes-is-einsteins-i-told-you-so.html?</ref>
;Продолжительные [[гамма-всплеск]]и (2003): Продолжительные гамма-всплески связаны со смертью массивных звёзд в некоторых специфических случаях вспышек типа [[Сверхновая звезда|сверхновой]], известных как [[Гиперновая звезда|гиперновые звезды]].
; [[Проблема солнечных нейтрино]] (2002): Новое понимание физики [[нейтрино]], требующее модификации [[Стандартная модель|стандартной модели]] [[Физика элементарных частиц|физики элементарных частиц]], в частности, [[Нейтринные осцилляции|нейтринных осцилляций]].
| |||