Нерешённые проблемы современной физики

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Ниже приведён список нерешённых пробле́м совреме́нной фи́зики[1]. Некоторые из этих проблем носят теоретический характер. Это означает, что существующие теории оказываются неспособными объяснить определённые наблюдаемые явления или экспериментальные результаты. Другие проблемы являются экспериментальными, а это означает, что имеются трудности в создании эксперимента по проверке предлагаемой теории или по более подробному исследованию какого-либо явления.

Теоретические проблемы[править | править вики-текст]

Следующие проблемы являются либо фундаментальными теоретическими проблемами, либо теоретическими идеями, для которых отсутствуют экспериментальные данные. Некоторые из этих проблем тесно взаимосвязаны. Например, дополнительные измерения или суперсимметрия могут решить проблему иерархии. Считается, что полная теория квантовой гравитации способна ответить на бо́льшую часть из перечисленных вопросов (кроме проблемы острова стабильности).

Квантовая гравитация, космология, общая теория относительности[править | править вики-текст]

Распад метастабильного вакуума
Почему предсказанная масса квантового вакуума мало влияет на расширение Вселенной?
Квантовая гравитация
Можно ли квантовую механику и общую теорию относительности объединить в единую самосогласованную теорию (возможно, это квантовая теория поля)?[2] Является ли пространство-время непрерывным или оно дискретно? Будет ли самосогласованная теория использовать гипотетический гравитон или она будет полностью продуктом дискретной структуры пространства-времени (как в петлевой квантовой гравитации)? Существуют ли отклонения от предсказаний ОТО для очень малых или очень больших масштабов или в других чрезвычайных обстоятельствах, которые вытекают из теории квантовой гравитации?
Чёрные дыры, исчезновение информации в чёрной дыре, излучение Хокинга
Производят ли чёрные дыры тепловое излучение, как это предсказывает теория? Содержит ли это излучение информацию об их внутренней структуре, как это предполагает дуальность тяготение-калибровочная инвариантность, или нет, как следует из оригинального расчета Хокинга? Если нет и чёрные дыры могут непрерывно испаряться, то что происходит с информацией, хранящейся в них (квантовая механика не предусматривает уничтожение информации)? Или излучение в какой-то момент остановится, когда от чёрной дыры мало что останется? Есть ли какой-либо другой способ исследования их внутренней структуры, если такая структура вообще существует?
Модель чёрной дыры (в центре), наложенная на изображение Большого Магелланова Облака. Обратите внимание на эффект гравитационного линзирования, которое производят два увеличенных и сильно искажённых участка Облака. В верхней части рисунка диск Млечного Пути также имеет дугообразное искажение.
Размерность пространства-времени
Существуют ли в природе дополнительные измерения пространства-времени, кроме известных нам четырёх?[1] Если да, то каково их количество? Является ли размерность «3+1» (или более высокая) априорным свойством Вселенной или она является результатом других физических процессов, как предполагает, например, теория причинной динамической триангуляции? Можем ли мы экспериментально «наблюдать» высшие пространственные измерения? Справедлив ли голографический принцип, по которому физика нашего «3+1»-мерного пространства-времени эквивалентна физике на гиперповерхности с размерностью «2+1»?
Инфляционная модель Вселенной
Верна ли теория космической инфляции, и если да, то каковы подробные детали этой стадии? Что представляет собой гипотетическое инфлатонное поле, ответственное за рост инфляции? Если инфляция произошла в одной точке, является ли это началом самоподдерживающегося процесса за счёт инфляции квантово-механических колебаний, который будет продолжаться в совершенно другом, удалённом от этой точки месте?
Мультивселенная
Существуют ли физические причины существования других вселенных, которые принципиально ненаблюдаемы? Например: существуют ли квантовомеханические «альтернативные истории» или «множество миров»? Существуют ли «другие» вселенные с физическими законами, являющимися результатом альтернативных способов нарушения очевидной симметрии физических сил при высоких энергиях, расположенные, возможно, невероятно далеко из-за космической инфляции? Могли ли другие вселенные влиять на нашу, вызвав, например, аномалии в распределении температуры реликтового излучения[3]? Является ли оправданным использование антропного принципа для решения глобальных космологических дилемм?
Принцип космической цензуры и гипотеза защиты хронологии
Могут ли сингулярности, не скрывающиеся за горизонтом событий и известные как «голые сингулярности», возникать из реалистичных начальных условий, или же можно доказать какую-то версию «гипотезы космической цензуры» Роджера Пенроуза, в которой предполагается, что это невозможно?[4] Аналогично, будут ли замкнутые времениподобные кривые, которые возникают в некоторых решениях уравнений общей теории относительности (и которые предполагают возможность путешествия во времени в обратном направлении) исключены теорией квантовой гравитации, которая объединяет общую теорию относительности с квантовой механикой, как предполагает «гипотеза защиты хронологии» Стивена Хокинга?
Ось времени
Что могут сказать нам о природе времени явления, которые отличаются друг от друга хождением по времени вперёд и назад? Чем время отличается от пространства? Почему нарушения CP-инвариантности наблюдаются только в некоторых слабых взаимодействиях и более нигде? Являются ли нарушения CP-инвариантности следствием второго закона термодинамики или же они являются отдельной осью времени? Есть ли исключения из принципа причинности? Является ли прошлое единственно возможным? Является ли настоящий момент физически отличным от прошлого и будущего или это просто результат особенностей сознания? Как люди научились договариваться о том, что является настоящим моментом? (См. также ниже Энтропия (ось времени)).
Локальность
Существуют ли нелокальные явления в квантовой физике? Если существуют, не имеют ли они ограничения в передаче информации, или: может ли энергия и материя также двигаться по нелокальному пути? При каких условиях наблюдаются нелокальные явления? Что влечёт наличие или отсутствие нелокальных явлений для фундаментальной структуры пространства-времени? Как это связано с квантовой сцепленностью? Как это истолковать с позиций правильной интерпретации фундаментальной природы квантовой физики?
Будущее Вселенной
Движется ли Вселенная по направлению к Большому замерзанию, Большому разрыву, Большому сжатию или Большому отскоку? Является ли наша Вселенная частью бесконечно повторяющейся циклической модели?

Физика высоких энергий, физика элементарных частиц[править | править вики-текст]

Моделирование процесса обнаружения бозонов Хиггса на детекторе КМС в CERN

Нерешённые вопросы физики элементарных частиц делятся на два класса. Первый — из чего всё состоит и почему оно построено так, как построено, а также поиск возможных новых частиц и взаимодействий. Второй — как из уже известных частиц образуются уже известные явления[5].

Механизм Хиггса[5]
Сколько бозонов Хиггса существует? Описываются ли они в рамках Стандартной модели?
Проблема иерархии
Почему гравитация является такой слабой силой? Она становится большой только в планковском масштабе, для частиц с энергией порядка 1019 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 бозона Хиггса, получать квантовые поправки на масштабах порядка планковских? Являются ли решением этой проблемы суперсимметрия, дополнительные измерения или просто антропная тонкая настройка?
Магнитный монополь
Существовали ли частицы — носители «магнитного заряда» в какие-либо прошлые эпохи с более высокими энергиями? Если да, то есть ли какие-либо на сегодняшний день? (Поль Дирак показал, что наличие некоторых типов магнитных монополей могло бы объяснить квантование заряда.[6])[7]
Распад протона и Великое объединение
Как можно объединить три различных квантово-механических фундаментальных взаимодействия квантовой теории поля? Почему легчайший барион, являющийся протоном, абсолютно стабилен? Если же протон нестабилен, то каков его период полураспада?
Суперсимметрия[5]
Реализована ли суперсимметрия пространства в природе? Если да, то каков механизм нарушения суперсимметрии? Стабилизирует ли суперсимметрия электрослабый масштаб, предотвращая высокие квантовые поправки? Состоит ли тёмная материя из лёгких суперсимметричных частиц?
Поколения материи
Существует ли более трёх поколений кварков и лептонов? Связано ли число поколений с размерностью пространства? Почему вообще существуют поколения? Существует ли теория, которая могла бы объяснить наличие массы у некоторых кварков и лептонов в отдельных поколениях на основании первых принципов (теория взаимодействия Юкавы)?
Фундаментальная симметрия и нейтрино
Какова природа нейтрино, какова их масса и как они формировали эволюцию Вселенной? Почему сейчас во Вселенной обнаруживается вещества больше, чем антивещества[8]? Какие невидимые силы присутствовали на заре Вселенной, но исчезли из поля зрения в процессе развития Вселенной?
Элементарные частицы
Существуют ли бозоны, состоящие из четырёх и более кварков? Существуют ли фермионы, состоящие из пяти и более кварков? Если да, то каковы их свойства? Если нет, то почему?[9]

Ядерная физика[править | править вики-текст]

Квантовая хромодинамика
Каковы фазовые состояния сильно взаимодействующей материи и какую роль они играют в космосе? Каково внутреннее устройство нуклонов? Какие свойства сильно взаимодействующей материи предсказывает КХД? Что управляет переходом кварков и глюонов в пи-мезоны и нуклоны? Какова роль глюонов и глюонного взаимодействия в нуклонах и ядрах? Что определяет ключевые особенности КХД и каково их отношение к природе гравитации и пространства-времени?
Атомное ядро и ядерная астрофизика
Какова природа ядерных сил, которая связывает протоны и нейтроны в стабильные ядра и редкие изотопы? Какова причина соединения простых частиц в сложные ядра? Какова природа нейтронных звёзд и плотной ядерной материи? Каково происхождение элементов в космосе? Что такое ядерные реакции, которые движут звёзды и приводят к их взрывам?
Остров стабильности
Какое самое тяжёлое из стабильных или метастабильных ядер может существовать?[10]

Другие проблемы[править | править вики-текст]

Квантовая механика и принцип соответствия (иногда называемый квантовым хаосом)
Есть ли предпочтительные интерпретации квантовой механики? Как квантовое описание реальности, которое включает в себя такие элементы, как квантовая суперпозиция состояний и коллапс волновой функции или квантовая декогеренция, приводят к реальности, которую мы видим? Сформулировать то же самое можно с помощью проблемы измерения: что представляет собой «измерение», которое заставляет волновую функцию сваливаться в определённое состояние?
Физическая информация
Существуют ли физические феномены, такие как чёрные дыры или коллапс волновой функции, которые безвозвратно уничтожают информацию о своих предшествующих состояниях?
Теория всегоТеории Великого объединения»)
Существует ли теория, которая объясняет значения всех фундаментальных физических констант?[11] Существует ли теория, которая объясняет, почему калибровочная инвариантность стандартной модели такая, как она есть, почему наблюдаемое пространство-время имеет 3 + 1 измерения, и поэтому законы физики таковы, как они есть? Меняются ли с течением времени «фундаментальные физические константы»? Являются ли какие-нибудь частицы в стандартной модели физики элементарных частиц на самом деле состоящими из других частиц, связанных настолько сильно, что их невозможно наблюдать при современных экспериментальных энергиях? Существуют ли фундаментальные частицы, которые ещё не наблюдались, и если да, то какие они и каковы их свойства? Существуют ли ненаблюдаемые фундаментальные силы, которые предполагает теория, объясняющие другие нерешённые проблемы физики?
Калибровочная инвариантность
Существуют ли реально неабелевы калибровочные теории со щелью в спектре масс?
CP-симметрия
Почему не сохраняется CP-симметрия? Почему она сохраняется в большинстве наблюдаемых процессов?[1]
Физика полупроводников
Квантовая теория полупроводников не может точно вычислить ни одной постоянной полупроводника[12]
Квантовая физика
Неизвестно точное решение уравнения Шредингера для многоэлектронных атомов[13]
При решении задачи о рассеянии двух пучков на одном препятствии сечение рассеяния получается бесконечно большим[14]
Статистическая физика
Отсутствует систематическая теория необратимых процессов, дающая возможность проводить количественные расчеты для любого заданного физического процесса[15][16][17][18]
Квантовая электродинамика
Существуют ли гравитационные эффекты, вызываемые нулевыми колебаниями электромагнитного поля?[19]
Неизвестно, как при вычислениях квантовой электродинамики в области высоких частот одновременно выполнить условия конечности результата, релятивистской инвариантности и суммы всех альтернативных вероятностей, равной единице[20].
Биофизика
Отсутствует количественная теория для кинетики конформационной релаксации белковых макромолекул и их комплексов[21].
Отсутствует законченная теория электронного переноса в биологических структурах[22].
Сверхпроводимость
Невозможно теоретически предсказать, зная структуру и состав вещества, перейдет ли оно в сверхпроводящее состояние с понижением температуры[23].

Эмпирические явления без чёткого научного объяснения[править | править вики-текст]

Космология и астрономия[править | править вики-текст]

Существование Вселенной
Каково происхождение материи, энергии и пространства-времени, сформировавших Вселенную/Мультивселенную?
Барионная асимметрия Вселенной
Почему в наблюдаемой Вселенной существует гораздо больше материи, чем антиматерии?[10]
Проблема космологической постоянной
Почему нулевая энергия вакуума не приводит к большому значению космологической постоянной? Что отменяет эту зависимость?
Оценочное распределение темной материи и темной энергии во вселенной. 74 % — темная энергия, 22 % темная материя, 3,6 % межгалактический газ, 0,4 % — наблюдаемые звезды.
Тёмная энергия[1]
Что является причиной наблюдаемого 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 нужное время? Является ли тёмная энергия космологической константой, или же она является динамическим полем — некой квинтэссенцией, такой как фантомная энергия?
Тёмная материя[1]
Что такое тёмная материя?[24][10] Связана ли она с суперсимметрией? Связан ли феномен тёмной материи с той или иной формой материи, или это на самом деле является расширением гравитации?
Логарифмичесие графики показывают плотность темной энергии \rho_{*} и плотность темной материи \rho_m по горизонтали отложен временной фактор a . Две прямые линии пересекаются в текущей эпохе.[25]
Тёмный поток
Что является причиной согласованного движения большой группы скоплений галактик к одной точке Вселенной?[26]
Энтропия (направление времени)
Почему Вселенная имела такую низкую энтропию в прошлом, приведшую в результате к различию между прошлым и будущим и второму закону термодинамики?
Проблема горизонта[8]
Почему удалённая от нас часть Вселенной так однородна, тогда как теория Большого взрыва предсказывает измеримую анизотропию небесной сферы больше, чем она наблюдается? Возможным подходом к решению являются гипотезы инфляции и переменной скорости света.
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 принципа Коперника?
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?[27][28]
Термодинамика Вселенной
Почему в наблюдаемой части Вселенной в настоящее время отсутствует термодинамическое равновесие?[29]

Физика высоких энергий, физика элементарных частиц[править | править вики-текст]

Нарушение симметрии электрослабого взаимодействия
Каков механизм, ответственный за нарушение электрослабой калибровочной симметрии, дающий массу W и Z бозонам? Является ли он простым механизмом Хиггса Стандартной модели[30] или же природа использует сильную динамику при нарушении электрослабой симметрии, как это предлагается в теории техниколор?
Масса нейтрино
Какой механизм отвечает за генерацию массы нейтрино? Является ли нейтрино античастицей самой себе? Или это и есть античастица, которая просто не может соединиться и аннигилировать с нормальной частицей из-за её нестабильного состояния?
Кварки 
Почему ровно три цвета?[1] Почему ровно три поколения кварков? Случайно ли совпадение числа цветов и числа поколений? Случайно ли совпадение этого числа с размерностью пространства в нашем мире? Откуда берётся такой разброс в массах кварков? Из чего состоят кварки?[10]. Как кварки складываются в адроны[5]?
Отношение инерциальная масса/гравитационная масса для элементарных частиц
В соответствии с принципом эквивалентности общей теории относительности, отношение инертной массы к гравитационной для всех элементарных частиц равно единице. Однако, экспериментального подтверждения этого закона для многих частиц не существует. В частности, мы не знаем, каков будет вес макроскопического куска антивещества известной массы.
Кризис спина протона
По первоначальной оценке Европейской группы по мюонному сотрудничеству, на три основных («валентных») кварка протона приходится около 12 % от общего объёма спина. Можно ли пересчитать остаток глюонов, которые связывают кварки, а также образуют «море» пар кварков, которые постоянно создаются и аннигилируют?
Квантовая хромодинамика (КХД) в непертурбативном режиме
Уравнения КХД остаются нерешёнными на энергетических масштабах, соответствующих описанию атомных ядер, и, среди прочего, в основном численные подходы, кажется, начинают давать ответы на этот предельный случай. Подходит ли КХД для описания физики ядра и его компонентов?
Удержание цвета[1]
Почему никогда не были зафиксированы свободный кварк или глюон, а только объекты, построенные из них, например, мезоны и барионы? Каким образом эти явления вытекают из КХД?
Сильная CP-проблема и аксионы
Почему сильное ядерное взаимодействие инвариантно к чётности и зарядовому сопряжению? Является ли теория Печчеи — Квинн решением этой проблемы?
Гипотетические частицы
Какие из гипотетических частиц, предсказываемых суперсимметричной теорией и другими известными теориями, на самом деле существуют в природе?
Теория Редже
Почему все наблюдаемые в эксперименте траектории Редже являются прямолинейными и имеют приближенно равные наклоны?[31][32]
Радиус протона
Радиус протона, определённый в экспериментах по измерению лэмбовского сдвига в атоме водорода с заменой электрона на мюон (0,8409 фм), оказался меньше радиуса протона, определённого в экспериментах по рассеянию электронов на протонах (0,879 фм)[33].
Магнитный момент мюона
Экспериментальное значение магнитного момента мюона не соответствует теоретическому[33][34].

Астрономия и астрофизика[править | править вики-текст]

Релятивистские струи. Вокруг АЯГ релятивистская плазма коллимируется в струи, исходящие от полюсов сверхмассивной чёрной дыры.
Струи аккреционных дисков
Почему некоторые астрономические объекты, окружённые аккреционным диском, такие как активные ядра галактик, испускают 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 цикличность
Какова природа циклов солнечной активности; каков механизм обращений магнитного поля Солнца, Земли?
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-всплески
Каково происхождение этих краткосрочных всплесков высокой интенсивности?[35]
Сверхмассивные чёрные дыры
Какова причина отношения М-сигма между массой сверхмассивной чёрной дыры и дисперсией скорости галактики?[36]
Наблюдаемые аномалии
Аномалия «Гиппарха»: Каково фактическое расстояние до Плеяд?
Аномалия сближения (англ.)русск.: Почему наблюдаемая энергия спутников, совершающих гравитационный манёвр, отличается от предсказываемых теорией значений?
Проблема вращения галактик: Является ли тёмная материя ответственной за различия в наблюдаемых и теоретических скоростях вращения звёзд вокруг центра галактик, или же причина в чём-то ином?
Сверхновые
Каков точный механизм, посредством которого имплозии умирающих звёзд становятся взрывом?
Космические лучи сверхвысоких энергий[24]
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 предела Грайзена-Зацепина-Кузьмина?[37][38]
Замедление времени пульсара
Почему выбросы пульсаров на больших космологических расстояниях не проявляют предсказанное свойство замедления времени?
Скорость вращения Сатурна
Почему магнитосфера Сатурна проявляет (медленно меняющуюся) периодичность, близкую к той, на которой вращаются облака планеты? Какова истинная скорость вращения глубоких внутренних слоёв Сатурна?[39]

Физика конденсированного состояния[править | править вики-текст]

Аморфные тела
Какова природа перехода между жидкой или твёрдой и стекловидной фазами? Какие физические процессы приводят к основным свойствам стекла?[40][41]
Холодный ядерный синтез
Каково объяснение спорных докладов об избыточном тепле, излучении и трансмутациях?[42][43][44]
Криогенная электронная эмиссия
Почему в отсутствие света увеличивается эмиссия электронов фотоэлектронного умножителя при уменьшении его температуры?[45][46]
Высокотемпературная сверхпроводимость
Каков механизм, вызывающий у некоторых материалов проявление сверхпроводимости при температурах намного выше 50 кельвинов?[47]
Сонолюминесценция
Что является причиной выброса коротких вспышек света при схлопывании пузырьков жидкости, возбуждённых звуком?[48]
Турбулентность
Можно ли создать теоретическую модель для описания статистики турбулентного потока (в частности, для его внутренней структуры)?[49] При каких условиях существует гладкое решение уравнений Навье — Стокса? Это, вероятно, последняя нерешённая проблема классической или ньютоновской физики.
Шаровая молния
Какова природа этого явления? Является ли шаровая молния самостоятельным объектом или подпитывается энергией извне? Все ли шаровые молнии имеют одну и ту же природу или существуют разные их типы?

Биофизика[править | править вики-текст]

Синаптическая пластичность
Она необходима для вычислительной и физической моделей мозга, но чем это обусловлено и какую роль она играет в процессах более высокого порядка вне гиппокампа и зрительной коры?
Аксональное наведение
Как аксоны, исходящие из нейронов, находят свои цели? Этот процесс имеет решающее значение для развития нервной системы, в частности, в вопросе формирования структуры соединений в мозге.
Случайность и устойчивость к шуму при экспрессии генов
Как гены управляют нашим телом, выдерживая различные внешние воздействия и внутреннюю стохастичность? Существуют различные модели генетических процессов, но мы далеки от понимания всей картины, в частности, в морфогенезе, в котором экспрессия генов должна жёстко регулироваться.
Количественное исследование иммунной системы
Каковы количественные свойства иммунных реакций? Каковы основные строительные блоки иммунной системы? Какую роль играет стохастичность?
Физика биополимеров
Отсутствует теория, которая объясняет экспериментальные данные при конформационных и конфигурационных изменениях биополимеров[50].

Физика полупроводников[править | править вики-текст]

  • В случае полярных решёток опыт даёт значительное расхождение с теоретической зависимостью подвижности носителей заряда от температуры.[12]
  • В большинстве полупроводников величина и температурная зависимость термоэлектродвижущей силы на опыте расходятся с предсказаниями теории.[12]

Геофизика[править | править вики-текст]

  • Отсутствует законченная теория, объясняющая происхождение и эволюцию магнитного поля Земли[51].

Экспериментальная физика[править | править вики-текст]

Квантовая гравитация, космология, общая теория относительности[править | править вики-текст]

  • Детектирование гравитационных волн и создание на этой основе гравитационно-волновой астрономии[52][53].
  • Проверка закона всемирного тяготения Ньютона на расстояниях, меньших 55 мкм, с целью проверки гипотезы о существовании добавочных пространственных измерений[54]

Физика элементарных частиц[править | править вики-текст]

Теория струн[править | править вики-текст]

Проблемы, решённые за последние десятилетия[править | править вики-текст]

Бозон Хиггса (2012/2013)
Обнаружен экспериментально бозон Хиггса (большой адронный коллайдер в ЦЕРНе)[59][60]
Аномалия «Пионеров» (2012)[24]
Что вызывает небольшое дополнительное ускорение в направлении Солнца космических аппаратов «Пионер»? Считается, что это является следствием ранее не учитываемой отдачи тепловых сил.[61][62]
Продолжительные гамма-всплески (2003)
Продолжительные гамма-всплески связаны со смертью массивных звёзд в некоторых специфических случаях вспышек типа сверхновой, известных как гиперновые звезды.
Проблема солнечных нейтрино (2002)
Новое понимание физики нейтрино, требующее модификации стандартной модели физики элементарных частиц, в частности, нейтринных осцилляций[63].
Реликтовое излучение (2000-е)
Измерена анизотропия реликтового микроволнового излучения (спутниковый эксперимент WMAP)[64].
Реальность кварков (1995)
Изначально учёные считали кварки очередной математической абстракцией. Только открытие топ-кварка окончательно убедило их в реальности кварков[65].
Возрастной кризис (1990-е)
Оценка возраста Вселенной от 3 до 8 миллиардов лет была меньше, чем оценка возраста самых старых звёзд в нашей галактике. Уточнение оценок расстояния до звёзд и введение тёмной энергии в космологическую модель позволили повысить оценку возраста Вселенной.
Закон всемирного тяготения Ньютона
Не проверялся на расстояниях, меньших одного сантиметра[66].
Квазары (1980-е)
На протяжении десятилетий природа квазаров была непонятна[67]. Сейчас они рассматриваются как разновидность активных ядер галактик, которые излучают огромную энергию за счёт материи, падающей в массивную чёрную дыру в центре галактики[68].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 7 Гинзбург И. Ф. «Нерешённые проблемы фундаментальной физики» УФН 179 525—529 (2009)
  2. Alan Sokal (July 22, 1996), "«Don't Pull the String Yet on Superstring Theory»", New York Times, <http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0DE7DB1639F931A15754C0A960958260> 
  3. First observational test of the ‘multiverse’ (англ.). University College London (8 March 2011). Проверено 27 ноября 2012. Архивировано из первоисточника 10 декабря 2012.
  4. Joshi, Pankaj S. (January 2009), "«Do Naked Singularities Break the Rules of Physics?»", Scientific American, <http://www.sciam.com/article.cfm?id=naked-singularities> 
  5. 1 2 3 4 Игорь Иванов. Детектор ALICE изучает тонкие эффекты в рождении адронов. Сложные вопросы в физике элементарных частиц (2 августа 2013). Проверено 9 августа 2013. Архивировано из первоисточника 30 августа 2013.
  6. Paul Dirac, «Quantised Singularities in the Electromagnetic Field». Proc. Roy. Soc. (London) A 133, 60 (1931). Free web link
  7. Субатомная физика, 1979, с. 355
  8. 1 2 Инфляционная стадия расширения Вселенной. Проверено 23 января 2014. Архивировано из первоисточника 16 августа 2013.
  9. Субатомная физика, 1979, с. 491
  10. 1 2 3 4 Открытые вопросы физики ядра и частиц
  11. Open Questions, Particle Physics, item 12
  12. 1 2 3 А. Ф. Иоффе. Полупроводники в современной физике. — М.: АН СССР, 1954. — стр. 159.
  13. Г. Бете. Квантовая механика. — М.: Мир, 1965. — стр. 12.
  14. Пригожин И., Стенгерс И.. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. — М.: Едиториал УРСС, 2003. — стр. 114, — ISBN 5-354-00268-0.
  15. Р. Кубо Статистическая механика. — М.: Мир, 1967. — стр. 237.
  16. Боголюбов Н. Н. Проблемы динамической теории в статистической физике. — М.-Л.: ОГИЗ Гостехиздат, 1946.
  17. Термодинамика необратимых процессов. — М.: ИЛ, 1962.
  18. Честер Дж. Теория необратимых процессов. — М.: Мир, 1966.
  19. Квантовая механика и интегралы по траекториям, 1968, с. 267
  20. Квантовая механика и интегралы по траекториям, 1968, с. 283
  21. Проблемы биологической физики, 1974, с. 174
  22. Проблемы биологической физики, 1974, с. 235
  23. Сверхпроводимость и сверхтекучесть, 1978, с. 29
  24. 1 2 3 13 things that do not make sense newscientistspace, 19 March 2005, Michael Brooks
  25. Steinardt, Paul (1997), "Cosmological Challenges For the 21st Century", in Val Fitch et. al., «», Critical problems in physics: proceedings of a conference celebrating the 250th anniversary of Princeton University, Princeton, New Jersey: Princeton University Press, сс. 138–140, ISBN 978-0-691-05784-2 
  26. «Dark Flow» Discovered at Edge of the Universe: Hundreds of Millions of Stars Racing Towards a Cosmic Hotspot. Dailygalaxy.com (2009-08-26).
  27. National Research Council Gravitation, Cosmology, and Cosmic-Ray Physics. — Washington, D. C.: National Academies Press, 1986. — ISBN 0-309-03579-1
  28. Paulson, Tom. Catching a cosmic wave of gravity (May 27, 2002). Проверено 10 апреля 2012.
  29. Румер Ю. Б., Рывкин М. Ш. Термодинамика, статистическая физика и кинетика — М.: Наука, 1977. — стр. 507
  30. Open Questions, Particle Physics, item 6
  31. Ширков Д. В. Редже полюсов метод // Физика микромира / гл. ред. Д. В. Ширков. — М.: Советская энциклопедия, 1980. — С. 326—328.
  32. Ширков, Д. В. Свойства траекторий полюсов Редже // Успехи физических наук. — 1970. — Т. 102. — № 9. — С. 87—104.
  33. 1 2 Бернауэр, Я., Поль Р. Проблема радиуса протона // В мире науки. — 2014. — № 4. — С. 4. — ISSN 0208-0621
  34. Электромагнитные взаимодействия и структура элементарных частиц / ред. А.М. Балдин. — М: Мир, 1969. — 327 с.
  35. Open Questions, Cosmology and Astrophysics, item 11
  36. Ferrarese, Laura & Merritt, David, "«A Fundamental Relation between Supermassive Black Holes and their Host Galaxies»", The Astrophysical Journal Т. 539: L9-L12, <http://adsabs.harvard.edu/abs/2000ApJ...539L...9F> 
  37. Open Questions, Cosmology and Astrophysics, item 12
  38. newscientistspace item 3
  39. Scientists Find That Saturn's Rotation Period is a Puzzle. NASA (June 28, 2004). Проверено 22 марта 2007. Архивировано из первоисточника 21 августа 2011.
  40. Kenneth Chang (July 29, 2008), "«The Nature of Glass Remains Anything but Clear»", The New York Times, <http://www.nytimes.com/2008/07/29/science/29glass.html> 
  41. «The deepest and most interesting unsolved problem in solid state theory is probably the theory of the nature of glass and the glass transition.» P.W. Anderson (1995), "«Through the Glass Lightly»", Science Т. 267: 1615 
  42. 13 things that do not make sense newscientistspace, 19 March 2005, Michael Brooks
  43. John R. Vacca (2004), «The World's 20 Greatest Unsolved Problems», Prentice Hall, ISBN 9780131426436, <http://books.google.com/books?id=ouMmAAAACAAJ> 
  44. Feder, T. & John, O. (2004), "«»", Physics Today: 27, doi:10.1063/1.1881896, <http://www.physicstoday.com/pt/vol-58/iss-1/PDF/vol58no1p31a.pdf> 
  45. Cryogenic electron emission phenomenon has no known physics explanation
  46. DOI:10.1209/0295-5075/89/58001
  47. Open Questions, Condensed Matter and Nonlinear Dynamics, item 2
  48. "«»", Proceedings: Mathematical, physical, and engineering sciences (Royal Society) . — Т. 453, 1997 
  49. Open Questions, Condensed Matter and Nonlinear Dynamics
  50. Проблемы биологической физики, 1974, с. 127
  51. Внутреннее строение Земли и планет, 1978, с. 80
  52. Липунов В. М. Гравитационно — волновое небо, Соросовский образовательный журнал, 2000, № 4
  53. Андерсен Р. Эхо Большого взрыва, В мире науки, 2013, № 12
  54. В.К. Воронов, А.В. Подоплелов Современная физика. — М.: КомКнига, 2005. — С. 512. — ISBN 5-484-00058-0
  55. Окунь Л. Б. Элементарное введение в физику элементарных частиц. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. — С. 99. — ISBN 978-5-9221-1070-9
  56. Вайнберг С. Распад протона // УФН, 1982, № 5
  57. Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. — М.: Наука, 1984. — С. 101.
  58. Яу Ш., Надис С. Теория струн и скрытые измерения Вселенной. — СПб.: Питер, 2013. — С. 322. — ISBN 978-5-496-00247-9
  59. Рубаков В. А. Долгожданное открытие: бозон Хиггса // Наука и жизнь, 2012, № 10.
  60. Высоцкий М. И. К открытию бозона Хиггса // Природа, № 1, 2013
  61. Turyshev, S.; Toth, V.; Kinsella, G.; Lee, S. C.; Lok, S.; Ellis, J. (2012). «Support for the Thermal Origin of the Pioneer Anomaly». Physical Review Letters 108 (24).
  62. Mystery Tug on Spacecraft Is Einstein’s ‘I Told You So’
  63. Куденко Ю. Г. Нейтринная физика: год угла смешивания // Природа, 2012, № 11
  64. Окунь Л.Б. Элементарное введение в физику элементарных частиц. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. — 120 с. — ISBN 978-5-9221-1070-9
  65. Жарче Солнца. Конфайнмент и реальность кварков. Лента.Ру (28 июня 2012). Проверено 26 января 2014. Архивировано из первоисточника 4 января 2014.
  66. Окунь Л.Б. Физика элементарных частиц. — М.: Наука, 1984. — 224 с.
  67. MKI и открытие квазаров. Обсерватория Jodrell Bank (англ.)
  68. Съёмки квазаров телескопом Хаббла. (англ.)

Ссылки[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Фрауэнфельдер Г., Хенли Э. Субатомная физика. — М.: Мир, 1979. — 736 с.
  • Фейнман Р. Ф. Квантовая механика и интегралы по траекториям. — М.: Мир, 1968. — 380 с.
  • Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. — М.: Наука, 1978. — 192 с.
  • Мендельсон К. Физика низких температур. — М.: ИЛ, 1963. — 230 с.
  • Блюменфельд Л.А. Проблемы биологической физики. — М.: Наука, 1974. — 335 с.
  • Кресин В.З. Сверхпроводимость и сверхтекучесть. — М.: Наука, 1978. — 192 с.