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宇宙关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题


北京联盟_本文原题：关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题
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我们的宇宙是否稳定 ， 黑洞熵的起源和温度是什么 ， 爱因斯坦的相对论和标准场论总是有效的吗 ， 时空几何中是否存在奇异的性质 ， 化学、应用物理和科技的极限是什么……“在达到完全开悟的道路上 ， 这42个基本问题必须得到解答 。 ”
宇宙关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题
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在道格拉斯·亚当斯（Douglas Adams）的经典科幻小说《银河系漫游指南》（Hitchhiker’s Guide to the Galaxy）中 ， 一台名为“深思”（Deep Thought）的超级计算机经过700万年的思考 ， 得出了关于“生命、宇宙和万事万物终极问题”的答案 ， 这个答案就是“42” 。 但亚当斯一开始并没有说明那个“终极问题”究竟是什么 。
在发表于学术网站arXiv的一篇论文中 ， 德州农工大学的物理学家罗兰德·艾伦（Roland Allen）和瑞典乌普萨拉大学的物理学家苏西·利德斯特罗姆（Suzy Lidstrom）为弄清楚这个问题做出了尝试 ， 他们描述了自己心目中关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题 。
尽管这是两位科学家自己列出的清单 ， 但文章从整体来看仍然值得一读 。 不过为了节省时间 ， 本文对艾伦和利德斯特罗姆的42个问题进行了缩编 ， 使得每条解释大致和一则微博的长度差不多 。
宇宙关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题
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01
为什么传统物理学预测的宇宙常数远远大于观测值？
宇宙常数理论是由爱因斯坦首先提出来的 ， 它对宇宙的能量密度进行了描述 。 问题在于 ， 天文观测表明 ， 宇宙常数远远小于物理学所预测的数值 。
02
暗能量是什么？
1998年 ， 宇宙学家惊讶地发现 ， 宇宙的膨胀正在加速 。 这个惊人的观测结果被归因于“暗能量”的作用 ， 三分之二以上的宇宙被认为是由这种神秘力量所构成 ， 但它至今尚未得到令人信服的解释 。
03
爱因斯坦的引力理论如何与量子力学达到统一？
爱因斯坦意识到 ， 同自然界的其他事物一样 ， 引力应该能够用量子力学进行描述 。 然而 ， 在引力非常强的时候 ， 比如黑洞周围 ， 将量子力学和引力理论统一在一起的努力就会失败 。
04
黑洞熵的起源和温度是什么？
尽管史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）在黑洞辐射方面完成了开创性的研究工作 ， 但艾伦和利德斯特罗姆指出 ， 一个“基本的奥秘在于 ， 为什么黑洞的熵应该正比于面积 ， 而不像其他物理系统那样 ， 熵正比于体积” 。
05
信息在黑洞中丢失了吗？
信息被认为会在黑洞视界的表面进行编码 ， 并以辐射的形式被发送回来 。 然而 ， 所有特定质量的黑洞发出的辐射都完全相同 ， 与视界上的信息没有关系 。 这意味着黑洞会摧毁信息 ， 而这违反了热力学定律 。
宇宙关于生命、宇宙和万事万物的42个终极问题
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06
宇宙是否经历过一段暴胀期？
科学家认为 ， 宇宙在诞生之初经历了指数式的膨胀 。 这里的两大问题是：宇宙暴胀的起源是什么？暴胀存在直接证据吗？
07
为什么还有物质存在？
根据粒子物理学的标准模型理论 ， 物质和反物质本应在早期宇宙中完全湮灭 ， 只留下光子 。 可宇宙中物质相对丰富 ， 反物质却很少 ， 这是怎么回事？
08
暗物质是什么？
我们对星系的观测表明 ， 宇宙约有四分之一是由暗物质构成的 ， 但迄今为止 ， 物理学家尚未探测到任何可以对所观测效应做出解释的暗物质粒子 。 它会是轴子 ， 是大质量弱相互作用粒子（WIMP） ， 还是某种完全不同的东西？


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