Unele dintre problemele majore nerezolvate în fizică sunt teoretice, ceea ce înseamnă că teoriile existente par incapabile să explice un anumit fenomen observat sau un rezultat experimental. Celelalte sunt experimentale, ceea ce înseamnă că există o dificultate în crearea unui experiment pentru a testa o teorie propusă sau pentru a investiga mai detaliat un fenomen.
Există încă unele deficiențe în Modelul standard al fizicii, cum ar fi originea masei, problema puternică a simetriei sarcină-paritate (CP), oscilațiile neutrinilor, asimetria materiei-antimaterie și natura materiei întunecate și a energiei întunecate. O altă problemă se află în cadrul matematic al Modelului standard însuși – Modelul standard este inconsistent cu cel al relativității generale, până la punctul în care una sau ambele teorii nu mai sunt valabile în anumite condiții (de exemplu, în singularitățile spațiului cunoscut cum ar fi Big Bang și centrele găurilor negre dincolo de orizontul evenimentului).
Săgeata timpului (de exemplu, săgeata de timp a entropiei): De ce are timpul o direcție? De ce universul a avut o entropie atât de scăzută în trecut, și timpul se corelează cu creșterea universală (dar nu locală) a entropiei, din trecut și spre viitor, conform celei de-a doua lege a termodinamicii? De ce sunt observate încălcările simetriei sarcină-paritate (CP) în anumite dezintegrări de forță slabă, dar nu și în altă parte? Sunt încălcările simetriei sarcină-paritate (CP) un fel de produs al celei de-a doua Legi a termodinamicii sau sunt o săgeată separată a timpului? Există excepții de la principiul cauzalității? Există un singur trecut posibil? Momentul prezent este fizic distinct de trecut și viitor sau este doar o proprietate emergentă a conștiinței? Ce legătură există între săgeata cuantică a timpului și săgeata termodinamică?
Interpretarea mecanicii cuantice: Cum dă naștere realității pe care o percepem descrierea mecanicii cuantice a realității, care include elemente cum ar fi suprapunerea stărilor și colapsul funcției de undă sau decoerența cuantică? O altă modalitate de a prezenta această întrebare privește problema de măsurare: Ce reprezintă o „măsurare” care aparent face ca funcția de undă să colapseze într-o stare definită? Spre deosebire de procesele fizice clasice, unele procese mecanice cuantice (cum ar fi teleportarea cuantică rezultată din entanglementul cuantic) nu pot fi simultan „locale”, „cauzale” și „reale”, dar nu este clar care din aceste proprietăți trebuie să fie sacrificate, sau dacă o încercare de a descrie procesele mecanice cuantice în aceste sensuri este o eroare de categorie, astfel încât o înțelegere adecvată a mecanicii cuantice ar face ca problema să nu mai aibă sens.
Teoria Marii Unificări/Teoria întregului: Există o teorie care explică valorile tuturor constantelor fizice fundamentale? Există o teorie care explică de ce grupurile de ecartament (gauge) ale modelului standard sunt așa cum sunt și de ce spațiul observat are 3 dimensiuni spațiale și 1 dimensiune temporală? Variază „constantele fizice fundamentale” în timp? Sunt oricare dintre particulele fundamentale din Modelul standard al fizicii particulelor, de fapt, particule compozite prea strâns legate pentru a le observa ca atare la energiile experimentale curente? Există particule fundamentale care nu au fost încă observate și, dacă da, care sunt acestea și care sunt proprietățile lor? Există forțe fundamentale neobservate?
Teoria lui Yang-Mills: Având în vedere un grup arbitrar de ecartament (gauge) compact, există o teorie non-trivială Yang-Mills cu un decalaj de masă finit? Această problemă este, de asemenea, enumerată ca una dintre Problemele Premiilor Mileniului în matematică.
Informații fizice: Există fenomene fizice, cum ar fi colapsul funcțiilor de undă sau găurile negre, care distrug irevocabil informațiile referitor la starea lor anterioară? Cum se păstrează informațiile cuantice ca o stare a unui sistem cuantic?
(Un nor de gaze spart de o gaură neagră în centrul Calei Lactee (observațiile din 2006, 2010 și 2013 sunt arătate în albastru, verde și, respectiv, roșu).)
Constanta fizică fără dimensiuni: În prezent, valorile constantelor fizice fără dimensiuni nu pot fi calculate; ele sunt determinate numai prin măsurători fizice. Care este numărul minim de constante fizice dimensionale din care pot fi derivate toate celelalte constante fizice fără dimensiuni? Este nevoie de constante fizice dimensionale?
Un univers ajustat fin: Valorile constantelor fizice fundamentale sunt într-un interval îngust necesare pentru a susține viața pe bază de carbon. Se întâmplă aceasta deoarece există și alte universuri cu constante diferite, sau constantele universului nostru sunt rezultatul unei șanse sau a altui factor sau proces?
Lasă un răspuns