2月16日，英国广播公司《科学焦点杂志》网站发表了一篇题为《宇宙的七个谜》的文章，作者是马库斯·乔恩。全文摘要如下：
在过去的10年里，我们拍摄了一些黑洞照片，窥视原子的中心，回顾宇宙的诞生。但我们对宇宙和宇宙法则的理解之间仍然存在着巨大的差距。这些谜团将让物理学家和天文学家在未来10年或更长时间感到困惑。
为什么是有而不是无？
根据宇宙学的标准模型，宇宙最初是膨胀真空。宇宙具有超高的能量密度和反重力，导致其膨胀。能量密度越高，反重力越大，膨胀越快。
与所有的量子状态一样，这种真空是不可预测的。它会在任何地方坍缩成普通的日常真空。必须释放暴胀真空中的巨大能量。
释放的能量创造物质，并将其加热到极高的温度，从而创造大爆炸。我们的宇宙只是许多大爆炸气泡之一，在不断膨胀的真空中。
令人难以置信的是，整个过程可能从一个膨胀的真空开始，质量相当于一袋糖。幸运的是，物理法则，特别是量子力学法则，允许这些物质从无到有。显然，下一个问题是物理法则从何而来？
1918年，德国数学家埃米·诺特解释了这一点。她发现，伟大的守恒定律只是空间和时间完美对称的结果。即使我们改变视角，事情也会保持不变。
这种对称的一个惊人特征是，真空(一个完全空虚的宇宙)也是对称的。所以，也许从无到有的转变并不少见。也许，这只是一个充满星系的宇宙，从无到结构化无。
但为什么会发生这种变化呢？美国物理学家维克托·斯滕格指出，随着温度的下降，水会变成结构化的水，即冰，因为冰更稳定。他猜测宇宙是否会从不变成结构化的不，因为结构化的不更稳定？
为什么每个星系的中心都有一个巨大的黑洞？
在我们的宇宙中，大约有2万亿个星系。据我们所知，几乎每个星系的中心都有一个超大质量的黑洞。它们的大小不同，从质量约为太阳500亿倍的庞然大物，到位于银河系中心的小——人马座A*黑洞，质量约为太阳430万倍。但它们是如何形成的，这是宇宙学中巨大的未解之谜之一。
众所周知，恒星黑洞是由超新星爆炸形成的。但是没有人知道如何形成超大质量的黑洞。
在宇宙历史的大部分时间里，主要星系的中心一直受到大量物质的限制。由恒星黑洞组成的致密星团可能会形成超大质量的黑洞，因为恒星黑洞一直在合并。
这方面的初步证据来自引力波探测揭示的两个黑洞之间的合并。其中一个黑洞太大，不可能是超新星的遗迹，所以它可能来自以前的黑洞合并。
形成超大质量黑洞的另一种可能方法是直接收缩致密气云。
在宇宙爆炸中，也可能形成超大质量的黑洞。这将为宇宙版本的先有鸡还是先有蛋问题提供新的答案：哪个先出现星系和超大质量的黑洞？
虽然质量超大，但即使是最大的超大质量黑洞也不比太阳系大多少。但是超大质量的黑洞会形成超快的物质喷流。在喷流较快的区域，即星系内部区域，喷流吹散气体，扼杀恒星形成；在喷流放缓的区域，即星系外缘，气体被压缩，恒星形成。
暗物质是什么？
暗物质不会发光，或者发出的光太弱，我们无法探测到。我们知道暗物质确实存在，因为我们发现它的重力对可见恒星和星系的影响。例如，如果没有大量的无形物质，银河系绝对不可能在大爆炸以来的138.2亿年收集足够的物质来形成恒星，这加速了这一过程。
欧洲航天局的普朗克卫星发现，暗物质占宇宙质能的26.8%，而普通的原子物质只占4.5%。因此，暗物质的质量是恒星和星系的6倍。
令人困惑的是，尽管经过几十年的搜索，地球上的实验还没有发现任何关于暗物质的证据。可以想象，需要修改的不是我们的物质理论，而是重力理论。或者，暗物质不是由单个粒子组成的流体，而是像我们周围可见的原子物质一样复杂的物质。也许宇宙充满了暗星、暗行星，甚至是暗生命！
时间存在吗？
时间是一个难以把握的概念。我们认为我们所知道的大多数说法都是错误的。
例如，我们认为时间在流逝。但对于一个流动的物体来说，它必须与其他物体相比流动，就像河流相对于河岸一样。时间会与其他事物相比，比如第二种时间流动吗？这个想法似乎很荒谬。时间的流逝很可能是我们大脑创造的一种幻觉，以组织通过我们的感官不断涌入的信息。
我们也强烈觉得有一个共同的过去、现在和未来。但在我们对现实的基本描述中，没有共同。根据相对论，如何准确地衡量他人的时间取决于他们相对于你移动的速度或他们承受的重力强度。
这种效应只能在接近光速或超重力的情况下观察到，因此在日常生活中并不明显。然而，我们可以得出这样的观点：一段时间和一个空间因人而异。
事实上，不止这些。空间和时间紧密交织在一起，难以解决。在我们的宇宙中，从大爆炸到宇宙的灭绝，所有的事件都安排在事先存在的四维时空地图上。没有时间真正穿越。
正如爱因斯坦在他的朋友米歇尔·贝索去世后所写:现在他比我先离开了这个陌生的世界。没什么。像我们这样相信物理学的人都知道，过去、现在和未来的区别只是一种顽固的幻觉。
什么是暗能量？
它是看不见的，充满了所有的空间，它的反重力正在加速宇宙的扩张。天体物理学家在1998年发现了暗能量，他们正在研究IA超新星——，它释放了一定量的能量，并以100瓦的标准光度燃烧。
问题是，最遥远的超新星比预期的要暗淡。宇宙扩张加速，把它们推得更远。
当时，人们认为，在广阔的宇宙中唯一起作用的力量是引力。引力就像星系之间的一个无形网，在为宇宙扩张踩刹车。
宇宙学家对宇宙加速扩张的发现感到惊讶，他们不得不假设某种物质的存在。令人惊讶的是，这种物质占宇宙质能的三分之二。这种暗能量压倒了重力，并在大约50亿年前获得了宇宙的控制权。
欧洲航天局将于2022年发射欧几里德太空望远镜。它将测量暗能量如何随宇宙时间而变化，希望为解决最大的科学问题提供重要线索。
为什么我们没有看到外星人的迹象？
目前，有数百种解释，包括：我们是银河系的第一个智慧生活，所以我们完全孤立；我们生活在一个托儿所世界，禁止可能对我们的发展产生不利影响的先进文明。
一种相对无聊的可能性是，外星人在遥远的过去访问地球的任何迹象都会被风、雨和地质进化所消除。但最近，纽约罗切斯特大学领导的一个研究小组提出，我们的太阳可能只是被一波宇宙扩张所绕过。
一个仍然存在的问题是，为什么我们用望远镜搜索了半个多世纪，却看不到银河系中外星人的迹象。宾夕法尼亚州立大学的团队表示，这并不难理解：我们只搜索了银河系的一小部分，这相当于如果银河系是地球海洋，我们只搜索一个浴缸。
为什么大自然基石会三次迭代？
如果乐高推出一个新版本的积木，每一块都比标准积木大数百倍；然后它推出了另一个版本，每一块都比标准积木大数千倍——你自然会认为公司疯了。但这正是大自然对其基本单位赞克和轻子所做的。
普通物质只由两种夸克和两种轻子组成。然而，仍然有第二代夸克和轻子。除了数百倍的重量外，所有粒子都与第一代相同；在第三代粒子中，它们与第一代相同，但重量是数千倍。
第二代和第三代粒子需要大量的能量来创造，所以今天很少见。然而，它们很可能在大爆炸中发挥关键作用。
但为什么每一代粒子的质量都大不相同呢？美国物理学家、诺贝尔得主史蒂文·温伯格博士做出了有趣的猜测。
构成物质的基本单元通过与希格斯场的相互作用获得质量。希格斯场是一种充满所有空间的不可见流体。
这就像操场上的传闻游戏：让孩子们接力传递信息，传递的人越多，信息和最初的偏差就越大。也许每一代粒子都会感觉离希格斯场越远，因此其质量生成效应就会减弱。
温伯格不知道这种机制的具体细节。但其他物理学家认为，他可能提供了回答自然基石三迭代之谜的线索。
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