Seznam nevyřešených fyzikálních problémů

Tento článek je nástin týkající se fyziky .

O své znalosti se můžete podělit vylepšením ( jak? ) Podle doporučení příslušných projektů .

Toto je seznam některých velkých nevyřešených problémů ve fyzice .

Problematický

Během dlouhodobého procesu vývoje teorií podle vědecké metody existuje přechodná fáze mezi dvěma obdobími stability, kde otázky zůstávají nezodpovězeny a hromadí se stále více anomálií, které na ně zpochybňují. Teorie založené na hledání větší konzistence s experimenty .

Nevyřešené problémy v mechanice tekutin

Teoretické problémy

Teorie všeho Může existovat jednoduchá a jednotná fyzikální teorie, která dokáže vysvětlit všechny fyzikální jevy? Jak dát gravitaci a obecnou relativitu do rámce teorie kvantového pole  ? Hodnota volných konstant standardního modelu Standardní model fyziky částic obsahuje asi dvacet konstant , jejichž hodnotu lze určit pouze experimentem. Někteří fyzici se domnívají, že tyto hodnoty by měly být určeny skutečně základní teorií a že původ a důvod hodnot těchto konstant je důležitá nevyřešená otázka, která vyzývá k dalšímu rozvoji teoretické fyziky. Černá díra informace paradox z černých děr , černá díra odpařování Produkují černé díry záření, jak předpovídá teorie? Obsahuje toto záření informace o vnitřní struktuře díry, jak to naznačuje dualita gravitačního měřidla , nebo ne, jak naznačuje Hawkingova práce  ? Jinak, a pokud se černé díry mohou odpařit, co se stane s informacemi, které obsahují ( kvantová mechanika neumožňuje ztrátu informací)? Existuje jiný způsob, jak zkoumat vnitřní strukturu otvorů - za předpokladu, že tato struktura existuje? Další rozměry Připouští příroda více než čtyři časoprostorové dimenze  ? Pokud ano, kolik jich je a jaká je jejich velikost? Jsou dimenze součástí základních vlastností vesmíru nebo jsou výsledkem fyzikálních zákonů? Můžeme pozorovat další dimenze? Kosmická inflace Je teorie inflace správná, a pokud ano, jaký je podrobný popis epochy inflace? Existuje inflační pole, které vede k tomuto procesu? Multivesmír Existují nějaké fyzické důvody očekávat existenci jiných vesmírů, od přírody nepozorovatelných? Existují například „alternativní příběhy“ v kvantové mechanice  ? Kosmická cenzura a domněnka chronologické ochrany Non singularity skryté za horizontem událostí mohou vyplývat z realistických výchozích podmínek, ve kterých dokážeme verzi domněnek s názvem kosmická cenzura hypotéza o Roger Penrose , který navrhuje, aby byl singularitu nahé neexistuje. Podobně uzavřené časové křivky, které se objevují mezi řešeními rovnic obecné relativity a které představují možnost cestování v čase, lze eliminovat teorií kvantové gravitace (která by spojila obecnou relativitu a kvantovou mechaniku)? Šipka času Proč má čas směr?

Vakuová energie

Pořadí velikosti energie vakua je v souladu s kosmologickou konstantou nebo v souladu s principem invariance Lorentze

a Planckova konstanta? Jak vyřešit vakuovou katastrofu  ?

Nevysvětlitelné experimentální pozorování

Původ kosmických paprsků ultravysoké a extrémní energie (ultravysokoenergetický kosmický paprsek (UHECR), kosmický paprsek extrémní energie (EECR)) Měřená existence kosmických paprsků energie větších než 20  elektronvoltů představuje nevyřešený problém, protože známé mechanismy schopné generovat částice takových energií by byly velmi násilné a rozpoznatelné a musely by být relativně blízko Země. Ve směru, odkud částice pocházejí, však nebyla detekována žádná významná a blízká hvězda. Zdroj setrvačnosti Neexistuje jediná přijatá teorie, která by vysvětlovala zdroj setrvačnosti. Různé pozoruhodné snahy fyziků jako Ernst Mach ( Machův princip ), Albert Einstein a Dennis Sciama byly kritizovány. Mezi nedávné léčby patří práce C. Johana Masrelieze (2006-2009) a Vesselin Petkov (2009). Křivka rotace galaxií Galaxie se neotáčejí podle očekávání Keplerových zákonů . Hlavní hypotézy vysvětlující tento jev zahrnují temnou hmotu . Kosmologický konstantní problém Pozorovaná hodnota kosmologické konstanty je ve srovnání s hodnotou předpovězenou kvantovou teorií pole příliš nízká .

Reference

  1. (in) Clay Math, „  Millennium Problems  “ .
  2. (in) John C. Baez, „  Otevřené otázky ve fyzice  “ ,Červenec 2012(zpřístupněno 13. dubna 2021 ) .
  3. Étienne Guyon a Luc Petit , Fyzikální hydrodynamika ,2021, 3 e  ed. ( ISBN  978-2-7598-0893-9 a 2-7598-0893-9 , OCLC  1242724781 ).
  4. Gilbert Pietryk , Panorama de la postavu , Belin, dl 2012 ( ISBN  978-2-7011-6500-4 a 2-7011-6500-8 , OCLC  835254698 ).
  5. Konečná rovnice pro fyziku Lisa Randall Nejkrásnější hádanky vědy Výzkum Říjen 2005
  6. „Pět velkých problémy teoretické fyziky“ Lee Smolin Nic jede víc ve fyzice Dunod 2007
  7. (in) P. Joshi Porušují nahé singularity fyzikální pravidla? , Scientific American , leden 2009
  8. Murat Boratav , "  Nejkrásnější hádanky vědy  " La Recherche , n o  390 "Kosmické záření příliš energický",Října 2005( číst online ).
  9. (in) Vesselin Petkov Relativity and the Nature of Spacetime , Kapitola 9, 2. vydání, 2009.