物理學是一門主要以數學方式解釋宇宙現實的科學。在過去的幾十年裡，該領域取得了許多進步，幫助我們更好地理解宇宙，例如，在大型強子對撞機或有史以來第一張黑洞影象。發光二極體的發展，人工智慧和量子計算機的進步也不容小覷。
但是，還是有諸多懸而未決的問題多年來一直困擾著科學家。
這些問題，我們目前沒有任何答案，解決其中之一將使您獲得諾貝爾獎。
1. 重子不對稱
數十年來，物質不對稱是一個炙手可熱的物理問題。也稱為重子不對稱，它是重子物質（我們在日常生活中看到和體驗到的物質）與反重子物質（質量與重子物質相同但電荷相反的物質（也稱為反重子物質）之間的不平衡。事情。
在大爆炸的那一刻，應該已經產生了等量的物質和反物質。但是，正如我們所看到的，從小分子到巨大行星和恆星的一切都是由物質組成的。宇宙必須是中性的，根據我們迄今為止為解釋物理現象所做的假設，但在物質和反物質方面存在一些不對稱性——廣義相對論和量子力學都沒有提供任何解釋至於為什麼存在這種不對稱性。
2. 統一場論
量子力學（處理原子和亞原子世界的物理學）與廣義相對論（支配宇宙大尺度結構的物理學）之間存在不一致。需要量子引力理論來解釋所有的力。這兩條定律並不完全吻合。這需要一個解釋兩個世界的單一理論或定律。在這方面已經有許多顯著的進展跡象。然而，我們在很大程度上缺乏證明這些理論的實驗證據，無論它們在數學上的一致性如何。引力是微弱（與粒子物理學標準模型解釋的其他基本力相比）的問題以量子力學預測光子的存在非常相似的方式將稱為“引力子”的無質量粒子的存在理論化. 引力子是介導引力的粒子。
引力子是一種具有非常特殊性質的粒子，它必須按照量子引力的預測存在。但問題是，由於引力是一種極其微弱的力，使用我們今天的任何粒子物理實驗基本上不可能製造出引力子。
然而，如果我們以完全不同的方式描繪物理世界的維度，那麼我們很快就會發現這樣一個粒子的可能性很小。如果宇宙的維度比三維小，我們就有可能找到引力子。
3. 暗物質和暗能量
那種不吸收、不反射或不發光，因此極難被發現的物質就是暗物質。科學家們已經能夠僅從暗物質似乎對可見物質產生的引力效應來推斷暗物質的存在。我們所知道的構成所有恆星和星系的物質只佔宇宙總含量的5%。其餘的仍然是個謎。這種奇怪的不可見物質被認為不僅會滲透到星系的外圍，而且會滲透到整個宇宙，並且可能由弱相互作用的大質量粒子 (WIMP) 組成。
另一方面，暗能量是一種神秘力量的名稱，它導致我們的宇宙膨脹速度隨著時間的推移而加速，而不是放緩，這完全是個謎。事實證明，宇宙中大約 68% 是暗能量。暗物質約佔 27%。
與往常一樣，是愛因斯坦首先引入了這個概念。他發明了他的宇宙常數，代表一種暗排斥真空能量的形式；早在 1917 年——但在一個完全不同的背景下。神秘之處在於，沒有人仍然知道暗能量是什麼（或者它是否存在）。
4.“時間之箭”問題
在時空連續體中，有四個維度，三個空間維度，這意味著事物可以上下移動，左右移動，前後移動，以及額外嵌入的時間維度。在空間中，我們可以沿著上下、左右和前後方向移動，但在時間上我們只能“向前”移動。在物理學中，我們稱之為“時間之箭”，它本質上是單向的，或者至少看起來是這樣。隨著時間的推移，我們會變老，而不是年輕。但是，正如我們所知，物理定律幾乎完美地描述了物理現實的現象，而不管時間流向哪個方向。換句話說，無論時間箭頭如何，物理定律都保持一致。
幾十年來最困擾物理學家的問題是，為什麼時間只向一個方向流動？
5. 湍流問題
這可能是與經典物理學相關的最古老的未解決問題。理論物理學家、量子力學先驅之一維爾納·海森堡曾說過：
上帝！為什麼是相對論？為什麼是湍流？
Navier-Stokes 方程是模擬液體或氣體運動的偏微分方程。問題是，對於三維方程組，在給定一些初始條件的情況下，還沒有證明光滑解總是存在的。人們通常無法求解描述流體行為的一組方程；水、空氣和其他液體和氣體。事實上，不知道納維-斯托克斯方程（對於不可壓縮流體）是否存在一般解，如果有解，它是否完全描述了流體或包含不可知點——奇點。這也是克萊數學研究所所說的千禧年數學獎問題之一，這意味著解決這個問題可能會獲得 1,000,000 美元的現金獎勵，以及諾貝爾獎。
