有哪些罕见的宇宙现象不能被现在的科学所解释？ 第1页

多了去了，根本不罕见。现代科学提供的是描述世界的模型，而不是“绝对真理”，模型只要求容易理解和使用、能比其它模型更好地解释现有观测事实、做出预言并被验证。对于一个时期的理论无法解释的事物，人们可以构造新的理论或修补旧的理论，但现在构造出的所有理论都不能让人完全满意。

• 现有的宇宙论模型无法解释规模巨大的观测事实。武仙-北冕座长城^[1]和巨型伽马射线暴环^[2]所代表的不均匀性，靠引力、宇宙早期量子涨落、暗物质和暗能量都无法产生。我们还没有能在兼容这样的巨型结构的同时跟现在这个宇宙论模型一样好地解释宇宙微波背景辐射的模型。
• 已有一些观测事实显示部分宇宙射线带有高于GZK极限的能量，称作超高能量宇宙射线。这些观测事实被称作GZK悖论^[3]。
• 没有一个合格的量子引力模型。现在没有人知道你从任何天体上都能观测到的引力现象在微观上到底是引力子传递的作用力还是时空离散结构的产物^[4]。现在没有人知道如何将量子力学与广义相对论、引力现象写成相容的形式并在微观长度等级下维持正确性^[5]。
• 现在没人知道黑洞是否真有霍金辐射、是否真有事件视界，即使这两样东西都有，也没人知道霍金辐射能否携带黑洞内部结构的信息。
• 别说黑洞了，中子星的物理性质你当我们搞明白了么。
• 别说中子星了，太阳的物理性质^[6]你当我们搞明白了么。
• 现有理论其实不能解释物质的存在。大爆炸应该制造出同样数量的粒子与反粒子，而粒子会和反粒子湮灭产生光子。既然我们和我们周围的物质存在而不是只有光子，说明有某些物理定律不平等地作用于物质与反物质，而现在未发现这样的物理定律。
• 现在其实都没人知道质子到底会不会衰变、质子到底有多大的电荷半径、质子的自旋到底是怎么凑出来的^[7]、夸克禁闭由什么产生。
• 在这种对构成宇宙的极为基本的东西的性质一问三不知的情况下，你的身体里就有大量的轻子和夸克，你的身体就是由不可解的怪异构成的。生物学·生理学和医学对包括人在内的地球生物的多种异常表现无从解释，对其进行干预的工具本身也接近黑箱。科学家或医生能把问题解决了，并不代表他们知道问题是怎么发生的、又究竟是怎么解决的。
• 按现在的理论，暗物质和暗能量此时此刻就在你身边，而“暗能量到底是什么”“冷暗物质到底是什么”还没有能让人满意的解释。
• 标准模型在高能物理上是个远不能满意、要去打破的对象，从业者经常在谈超越标准模型的新物理。
• 那么你就理所当然可以想象：宇宙本身的存在就没解释出来。形成宇宙或多重宇宙的物质、能量、时空、基本作用力到底从何而来，又能否验证多重宇宙的存在呢，现在没谱的。
• 旅行者探测卫星测得的数据显示的真空能量密度上限为1E23电子伏特每立方米，而从量子场论估算出的零点能密度是1E130电子伏特每立方米^[8]，观测数值和理论数值竟然相差107个数量级。这是人类物理史上现有的预言的最大偏差^[9]，你从大学门口的老民科手中接过的画着八卦和太极图的物理论文通常都不会含有这样的崩坏现象。一些物理学者认为这表明基础理论存在离谱的错误。

尽管如此，暴胀宇宙论，或曰大爆炸宇宙论，以背景辐射的存在和其高水准的各向同性为铁拳，几乎打死了所有非标准宇宙论。这样的理论其实不用关注有多少不能解释的，证据实在太硬了，不会被随便放弃，遇到问题往里加东西就是了。不能用版本1.0解释的可观测到的物质的质量问题、可观测到的加速膨胀、尺寸极大的大尺度宇宙构造，往版本1.1里添加分布在宇宙各处的暗物质、均匀分布在全宇宙或曰是时空的性质的暗能量、暴涨早期那些物质是一起涨落出来并曾经在一起相互作用就可以解释了。

虽然听起来像以太那一套，其实这是很普通的处理。量子物理那边为了圆W玻色子与Z玻色子的实测质量，都敢搞均匀分布到全宇宙的希格斯场，还砸了那么多钱撞出了希格斯玻色子。你这本来就是宇宙级的问题，还几乎不要钱，怕什么。

参考

1. ^天文学家Istvan Horvath、Jon Hakkila和Zsolt Bagoly分析1997到2012年的观测资料时发现31个伽玛射线暴中的14个集中在45°宽（即全天八分之一）的径向区域，红移值1.6到2.1。柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验的结果显示，伽玛射线暴大量集中在这一区域的状况无法完全归因于因为资料选择造成的偏差。要允许这么多伽玛射线暴发生在这一区域，必须有数以百万计的星系。结论认为该区域存在长度100亿光年以上、距离地球约100亿光年的巨大结构体，命名为武仙-北冕座长城（Hercules-Corona Borealis Great Wall）。这长度是均匀性尺度上限的8倍多，不但不均匀而且不知道要如何在大爆炸后37.9亿年的早期宇宙里形成，让宇宙学原理受到更进一步的质疑。 https://arxiv.org/abs/1401.0533
2. ^巨型伽马射线暴环（Giant GRB Ring）是可观测宇宙中已知的最大的具有规则形态的结构，估计由大量星系和广阔的低密度区域（所谓“空洞”）组成，长轴约56亿光年，距离地球约91亿光年。这物体的规模和年代的严重性还没有达到武仙-北冕座长城的地步，但也十分严峻。即使按最近十几年里放宽了限制的宇宙学模型，考虑所有的影响，大尺度宇宙结构的长轴也不应超越12亿光年。银河系所属的拉尼亚凯亚超星系团的长轴为5.2亿光年。 https://arxiv.org/abs/1507.00675
3. ^ 解释之一是这些观测出自仪器误差或对实验结果的错误解读。解释之二是超高能量宇宙射线来自近距离的粒子源，现在不明白这些粒子源会是什么。另外的尝试是用极高能量低交互作用性粒子来解释，例如极超新星放出的中微子。双重狭义相对论之类新理论也可以分一杯羹。
4. ^ 圈量子引力论
5. ^ 候选的量子引力理论还拿不出可在目前能级下进行的实验方案。
6. ^ 在实验室里根本就没测出两个氕合成氘存在反应截面。 这是个吸热反应，至少要吸收1.25兆电子伏特的能量。拿加速器将两个0.7兆电子伏特以上的质子打在一起，形成的双质子（氦2原子核）也有超过99.99%的概率在小于1纳秒的时间内衰变成两个质子并分开。双质子衰变成氘原子核的概率低于万分之一。 太阳核心里的质子没有这么大能量。目前的解释是质子靠量子隧穿强行越过库伦障壁，如此一来两个质子聚变为氘原子核的反应在太阳核心里平均耗时90亿年~140亿年。 此反应的劳森判据（维持核聚变反应堆中能量平衡的条件）则从理论上就不存在，因为这是吸热反应。而且那个中微子会带走最多0.42兆电子伏特的能量，无论在实验室里还是在恒星里都没有回收的方法，也不会参与支撑恒星。即使你把那个正电子跟一个电子湮灭掉，放出的两个伽马光子加起来只有1.02兆电子伏特的能量，我们也没有条件把这能量全都拿来加热聚变等离子体。 如果不是太阳就在那里，我们可以就这样证明太阳根本不会存在。
7. ^ 质子是自旋为1/2的费米子，但是1988年欧洲μ子共同研究团队发现质子的三个主要价夸克只贡献出总自旋的20~30%
8. ^ SM Dutra. Cavity Quantum Electronics. John Wiley & Sons. 2005: 63. ISBN 0471713473.
9. ^ https://dx.doi.org/10.1016%2FS1355-2198%2802%2900033-3