Перегляд вихідного коду сторінки Нерозв'язані проблеми фізики

Список '''нерозв'язаних у сучасній фізиці проблем''' наведений у ряді видань, зокрема [[Гінзбург Ілля Файвілієвич|Гінзбургом І. Ф.]]<ref>[http://ufn.ru/ru/articles/2009/5/d/ Гинзбург И. Ф. «Нерешённые проблемы фундаментальной физики» УФН 179 525—529 (2009)]</ref>. Деякі із цих проблем мають [[Теорія|теоретичний]] характер, що означає, що сучасні теорії виявляються нездатними пояснити певні спостережувані [[Феномен|явища]] або експериментальні результати. Інші проблеми є [[експеримент]]альними, а це означає, що є труднощі експериментальної перевірки пропонованої теорії.

== Теоретичні проблеми ==
Наступні проблеми є або фундаментальними теоретичними проблемами, або теоретичними ідеями, для яких відсутні експериментальні дані. Деякі з цих проблем тісно взаємозалежні. Наприклад, додаткові виміри або [[суперсиметрія]] можуть розв'язати проблему ієрархії. Уважається, що повна теорія [[Квантова гравітація|квантової гравітації]] здатна відповісти на більшу частину з перерахованих питань (крім проблеми [[Острів стабільності|острова стабільності]]).

=== [[Квантова гравітація]], [[космологія]], [[загальна теорія відносності]] ===
; Розпад метастабільного [[вакуум]]у
: Чому передбачена маса квантового вакууму мало впливає на розширення Всесвіту?
; [[Квантова гравітація]]
: Чи можна об'єднати [[Квантова механіка|квантову механіку]] і [[Загальна теорія відносності|загальну теорію відносності]] в єдину самоузгоджену теорію (можливо, це [[квантова теорія поля]])?<ref>{{citation|url=http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D0DE7DB1639F931A15754C0A960958260|title=Don't Pull the String Yet on Superstring Theory|date=22 липня 1996|newspaper=New York Times|author=Alan Sokal}}</ref>. Чи є простір-час принципово неперервним чи дискретним? Чи буде самоузгоджена теорія використовувати гіпотетичний [[гравітон]] чи вона буде повністю продуктом дискретної структури простору-часу (як в [[Петльова квантова гравітація|петльовій квантовій гравітації]])? Чи існують відхилення від передбачень [[загальна теорія відносності|загальної теорії відносності]] для дуже малих або дуже великих масштабів або в інших надзвичайних обставинах, які випливають із теорії квантової гравітації?
; [[Чорна діра|Чорні діри]], [[зникнення інформації в чорній дірі]], [[випромінювання Гокінга]]
: Чи продукують чорні діри теплове випромінювання, як це пророкує теорія? Чи містить це випромінювання інформацію про їхню внутрішню структуру, як це припускає [[Теорія струн|дуальність тяжіння-калібрувальна інваріантність]], чи ні, як випливає з оригінального розрахунку [[Випромінювання Гокінга|Гокінга]]? Якщо немає й чорні діри можуть безупинно випаровуватися, то що відбувається з інформацією, що зберігається в них (квантова механіка не передбачає знищення інформації)? Чи випромінювання в якийсь момент зупиниться, коли від чорної діри мало що залишиться? Чи є який-небудь інший спосіб дослідження їх внутрішньої структури, якщо така структура взагалі існує?
; Додаткові виміри
: Чи існують в природі додаткові виміри [[Простір-час|простору-часу]], крім відомих нам чотирьох? Якщо так, то яка їхня кількість? Чи є розмірність фундаментальною властивістю Всесвіту чи вона є результатом інших фізичних законів? Чи можемо ми експериментально «спостерігати» вищі просторові виміри?
; [[Інфляція (космологія)|Інфляційна модель Всесвіту]]
: Чи правильна теорія космічної інфляції, і якщо так, то які докладні деталі цієї стадії? Що являє собою гіпотетичне [[Інфлятон|інфлатонне поле]], відповідальне за ріст інфляції? Якщо інфляція відбулася в одній точці, чи є це початком [[Хаотична теорія інфляції|самопідтримувального процесу за рахунок інфляції квантово-механічних коливань]], який буде тривати в зовсім іншому, віддаленому від цієї точки місці?
; [[Мультивсесвіт]]
: Чи є фізичні причини існування інших всесвітів, які принципово неспостережувані? Наприклад: чи існують квантовомеханічні «альтернативні історії» або «[[Багатосвітова інтерпретація|множина світів»]]? Чи існують «інші» всесвіти з фізичними законами, що є результом альтернативних способів порушення очевидної симетрії фізичних сил при високих енергіях, розташовані, можливо, неймовірно далеко через космічну інфляцію? Чи є виправданим використання [[Антропний принцип|антропного принципу]] для рішення глобальних космологічних дилем?
; [[Принцип космічної цензури]] і гіпотеза захисту хронології
: Чи можуть сингулярності, що не ховаються за обрієм подій і відомі як «[[Гола сингулярність|голі сингулярності]]», виникати з реалістичних початкових умов, або ж можна довести якусь версію «гіпотези космічної цензури» [[Роджер Пенроуз|Роджера Пенроуза]], у якій передбачається, що це неможливо? Аналогічно, чи будуть замкнені час-подібні криві, які виникають у деяких рішеннях рівнянь загальної теорії відносності (і які припускають можливість [[Подорож у часі|подорожей у часі]] у зворотному напрямку) виключені теорією [[Квантова гравітація|квантової гравітації]], яка поєднує загальну теорію відносності із квантовою механікою, як припускає «гіпотеза захисту хронології» [[Стівен Гокінг|Стівена Гокінга]]?
; [[Вісь часу]]
: Що можуть сказати нам про природу часу явища, які відрізняються одне від одного ходінням за часом вперед та назад? Чим час відрізняється від простору? Чому [[CP-інваріантність#Порушення CP-інваріантності|порушення CP-інваріантності]] спостерігаються тільки в деяких слабких взаємодіях і більш ніде? Чи є порушення CP-інваріантності наслідком [[Другий закон термодинаміки|другого закону термодинаміки]] або ж вони є окремою віссю часу? Чи є винятки з [[Принцип причинності|принципу причинності]]? Чи є минуле єдине можливим? Чи є теперішня мить фізично відмінною від минулого й майбутнього, чи це просто результат особливостей [[свідомість|свідомості]]? Як люди навчилися домовлятися про те, що є справжньою миттю? (Див. також нижче Ентропія (вісь часу)).
; [[Принцип близькодії|Локальність]]
: Чи існують нелокальні явища у квантовій фізиці? Якщо існують, чи не мають вони обмеження в передачі інформації, або: чи може матерія також рухатися нелокальним шляхом? При яких умовах спостерігаються нелокальні явища? Які наслідки існування або відсутності нелокальних явищ для фундаментальної структури простору-часу? Як це пов'язано з [[Квантове зчеплення|квантовим зчепленням]]? Як це витлумачити з позицій правильної інтерпретації фундаментальної природи квантової фізики?
; Майбутнє [[Всесвіт]]у
: Чи рухається Всесвіт у напрямку до [[Майбутнє Всесвіту, що розширюється|Великого замерзання]], [[Великий розрив|Великого розриву]], [[Велике стискання|Великого стиснення]] чи [[Великий відскок|Великого відскоку]]? Чи є наш Всесвіт частиною нескінченно повторюваної циклічної моделі?

=== Фізика високих енергій, фізика елементарних частинок ===
[[Файл:CMS Higgs-event.jpg|thumb|Теоретичне моделювання: сигнатура [[Бозон Хіггса|бозону Гіґґса]] при зіткненні протонів.]]
; Проблема ієрархії: Чому [[гравітація]] є такою слабкою силою? Вона стає великою тільки в планківському масштабі, для частинок з енергією порядку 10<sup>19</sup> Г[[еВ]], що набагато вище [[Електрослабкий масштаб|електрослабкого масштабу]] (у фізиці низьких енергій домінує енергія в 100 ГеВ). Чому ці масштаби так сильно відрізняються один від одного? Що заважає величинам електрослабкого масштабу, таким як маса [[Бозон Гіґґса|бозону Гіґґса]], одержувати [[Перенормування|квантові виправлення]] на масштабах порядку планковських? Чи є рішенням цієї проблеми [[суперсиметрія]], додаткові виміри або просто [[Антропний принцип|антропний]] [[точно вивірений Всесвіт]]?
; [[Магнітний монополь]]: Чи існували частинки — носії «магнітного заряду» у які-небудь минулі епохи з більш високими енергіями? Якщо так, тобто чи збереглися які-небудь з них на сьогоднішній день? ([[Поль Дірак]] показав, що наявність деяких типів магнітних монополів могла б пояснити [[квантування]] [[електричний заряд|заряду]].<ref name="Free web link">Paul Dirac, «Quantised Singularities in the Electromagnetic Field». Proc. Roy. Soc. (London) '''A 133''', 60 (1931). [http://users.physik.fu-berlin.de/~kleinert/files/dirac1931.pdf Free web link]</ref>)
; [[Розпад протона]] і [[Теорії великого об'єднання|Велике об'єднання]]: Як можна об'єднати три різні [[Квантова механіка|квантово-механічних]] [[Фундаментальні взаємодії|фундаментальних взаємодії]] [[Квантова теорія поля|квантової теорії поля]]? Чому найлегший [[баріон]], що є [[протон]]ом, абсолютно стабільний? Якщо ж протон нестабільний, то який його [[період напіврозпаду]]?
; [[Суперсиметрія]]: Чи реалізована суперсиметрія простору в природі? Якщо так, то який механізм порушення суперсиметрії? Чи стабілізує суперсиметрія [[електрослабкий масштаб]], запобігаючи високі квантові поправки? Чи складається [[темна матерія]] з [[Найлегша суперсиметричних частинка|легких суперсиметричних частинок]]?
; [[Покоління елементарних частинок|Покоління матерії]]: Чи існує більше трьох поколінь [[кварк]]ів і [[Лептони|лептонів]]? Чому взагалі існують покоління? Чи існує теорія, яка могла б пояснити наявність маси в деяких кварків і лептонів в окремих поколіннях на підставі перших принципів (теорія [[Потенціал Юкави|взаємодії Юкави]])?
; [[Симетрія|Фундаментальна симетрія]] і [[нейтрино]]: Яка природа [[нейтрино]], яка їхня маса і як вони формували еволюцію [[Всесвіт]]у? Чому зараз у Всесвіті виявляється речовини більше, ніж [[Антиречовина|антиречовини]]? Які невидимі сили були присутні на зорі Всесвіту, але зникли з поля зору в процесі розвитку Всесвіту?

=== Ядерна фізика ===
[[Файл:Island-of-Stability.png|thumb | 300px | Острів стабільності на карті ізотопів]]
; [[Квантова хромодинаміка]]: Які фазові стани сильно взаємодіючої матерії і яку роль вони відіграють у [[космос]]і? Яка внутрішня будова [[нуклон]]ів? Які властивості сильно взаємодіючої матерії пророкує квантова хромодинаміка? Що управляє переходом [[кварк]]ів і [[глюон]]ів в [[Піон|пі-мезони]] і [[нуклон]]и? Яка роль глюонів і глюонної взаємодії в нуклонах і ядрах? Що визначає ключові особливості квантової хромодинаміки і яке їхнє відношення до природи [[Гравітація|гравітації]] і [[Простір-час|простору-часу]]? Чи існують [[глюбол]]и? Чи отримують [[глюон]]и масу динамічно, незважаючи на нульову {{нп|маса у спеціальній теорії відносності|масу спокою||Mass in special relativity}}, всередині [[адрон]]ів? Чи дійсно квантова хромодинаміка не має [[порушення CP-інваріантності]]?
; [[Кварк-глюонна плазма]]: Де починається {{нп|деконфайнмент|||deconfinement}}: 1) як функція температури та хімічних потенціалів? 2) як функція енергії та розміру системи {{нп|ядерна фізика високих енергій|релятивістських зіткнень важких іонів||High-energy nuclear physics}}? Яким є механізм енергії та зупинки [[баріонний заряд|баріонного заряду]], що ведуть до утворення кварк-глюонної плазми у релятивістських зіткненнях важких іонів? Чому раптова {{нп|адронізація|||hadronization}} та модель статистичної адронізації є майже ідеальним описом утворення адронів з кварк-глюонної плазми? Чи зберігається [[Аромат (квантове число)|кварковий аромат]] у кварк-глюонній плазмі? Чи перебувають [[дивність]] та [[чарівність]] у хімічній рівновазі у кварк-глюонній плазмі? Чи тече дивність у кварк-глюонній плазмі з тією ж швидкістю, що і аромати u-кварка та d-кварка? Чому деконфінована матерія демонструє [[Кварк-глюонна плазма#Потік|ідеальний потік]]?
; [[Стрейнджлет]]и: Чи існує дивна кваркова матерія (стрейнджлет) у стабільному стані?
; Конкретні моделі формування кварк-глюонної плазми: Чи відбувається сатурація глююонів, коли їх число заповнення є великим? Чи формують глюони щільну систему, яка має назву {{нп|конденсат кольорового скла|||Color Glass Condensate}}? Які є характеристики та свідчення для еволюційних рівнянь Balitsky–Fadin–Kuarev–Lipatov, Balitsky–Kovchegov, Catani–Ciafaloni–Fiorani–Marchesini?
; [[Атомне ядро]] і [[ядерна астрофізика]]: Яка природа [[Ядерні сили|ядерних сил]], яка зв'язує [[протон]]и й [[нейтрон]]и в стабільні ядра й рідкісні [[ізотоп]]и? Яка причина об'єднання простих частинок у складні ядра? Яка природа [[Нейтронна зірка|нейтронних зірок]] і густини ядерної матерії? Яке походження [[хімічний елемент|хімічних елементів]] у космосі? Що таке [[ядерна реакція|ядерні реакції]], які рухають зірки й приводять до їхніх вибухів?
; [[Острів стабільності]]: Яке найважче зі стабільних або метастабільних ядер може існувати?

=== Інші проблеми ===
; [[Квантова механіка]] і [[принцип відповідності]] (іноді називаний [[Квантовий хаос|квантовим хаосом]]): Чи є кращі [[Інтерпретація квантової механіки|інтерпретації квантової механіки]]? Як квантовий опис реальності, яка містить у собі такі елементи, як [[квантова суперпозиція]] станів і [[колапс хвильової функції]] або [[квантова декогеренція]], приводять до реальності, яку ми бачимо? Сформулювати те ж саме можна за допомогою [[Вимірювання (квантова механіка)|проблеми вимірювання]]: що таке «вимірювання», яке змушує хвильову функцію звалюватися в певний стан?
; Фізична інформація: Чи існують фізичні феномени, такі як [[Чорна діра|чорні діри]] або [[колапс хвильової функції]], які безповоротно знищують інформацію про свої попередні стани?
; [[Теорія всього]] («[[Теорії великого об'єднання]]»): Чи існує теорія, яка пояснює значення всіх [[фізичні константи|фундаментальних фізичних констант]]?<ref name="ReferenceA">Open Questions, Particle Physics, item 12</ref> Чи існує теорія, яка пояснює, чому [[калібрувальна інваріантність]] [[Стандартна модель|стандартної моделі]] така, як вона є, чому спостережуваний [[простір-час]] має 3&nbsp;+&nbsp;1 виміри, і тому закони фізики такі, як вони є? Чи змінюються із часом «фундаментальні фізичні константи»? Чи є які-небудь частки в стандартній моделі фізики елементарних частинок, що насправді складаються із інших частинок, зв'язаних настільки сильно, що їх неможливо спостерігати при сучасних експериментальних енергіях? Чи існують фундаментальні частки, які ще не спостерігалися, і якщо так, те які вони і які їхні властивості? Чи існують неспостережувані фундаментальні сили, які припускає теорія, що пояснюють інші невирішені проблеми фізики?
; [[Калібрувальна інваріантність]]: Чи існують реально неабелеві калібровані теорії зі щілиною в спектрі мас?
; [[Квантовий комп'ютер|Квантові обчислення]]: Чи здатний [[універсальний квантовий комп'ютер]] [[Девід Дойч|Девіда Дойча]] ефективно моделювати довільну фізичну систему<ref>{{книга |автор        = Нильсен М., Чанг И. |заголовок    = Квантовые вычисления и квантовая информация |місто        = {{Comment|М.|Москва}} |видавництво  = Мир |рік          = 2006 |сторінок     = 824 }}</ref>?

== Емпіричні явища без чіткого наукового пояснення ==
=== Космологія й астрономія ===
[[Файл:DarkMatterPie.jpg|thumb|right|300px|Гіпотетичний погляд на кількість темної матерії та темної енергії у Всесвіті.]]
[[Файл:Cosmic Coincidence Problem.png|right|300px|thumb|Логаріфмічні графіки показують густину темної енергії <math>\ \rho_{*}</math> та густину темної матерії <math>\ \rho_m</math> по горизонталі відкладено часовий фактор <math>a</math>. Дві прямі лінії перетинаються в наш час.<ref name=steinardt>{{Citation
|first = Paul
|last = Steinardt
|editor-last = Val Fitch et. al. 
|contribution = Cosmological Challenges For the 21st Century
|series = Critical problems in physics: proceedings of a conference celebrating the 250th anniversary of Princeton University
|year = 1997
|pages = 138-140 
|place = Princeton, New Jersey
|publisher = Princeton University Press
|isbn =978-0-691-05784-2 
}}</ref>]]
; [[Великий вибух|Існування Всесвіту]]: Яке походження [[Матерія (фізика)|матерії]], [[Енергія|енергії]] і [[Простір-час|простору-часу]], що сформували [[Всесвіт]]/[[Мультивсесвіт]]?
; [[Баріонна асиметрія Всесвіту]]: Чому в [[Спостережуваний Всесвіт|спостережуваному Всесвіті]] існує набагато більше [[Матерія (фізика)|матерії]], ніж [[Антиматерія|антиматерії]]?
; [[Космологічна стала|Проблема космологічної сталої]]: Чому [[Нульові коливання|нульова]] [[енергія вакууму]] не приводить до великого значення [[Космологічна стала|космологічної сталої]]? Що скасовує цю залежність?
; [[Темна енергія]]: Що є причиною спостережуваного [[Прискорене розширення Всесвіту|прискореного розширення Всесвіту]] ([[Модель де Сіттера|фаза де Сіттера]])? Чому густина енергії темного компонента енергії&nbsp;— величина того ж порядку, що й густина баріонної речовини в цей час, тоді як ці два феномени із часом розвивалися зовсім по-різному? Може бути, це тому, що ми ведемо спостереження в [[Антропний принцип|потрібний час]]? Чи є темна енергія космологічною сталою, чи ж вона є динамічним полем&nbsp;— якоюсь [[квінтесенція (фізика)|квінтесенцією]], такою як [[фантомна енергія]]?
; [[Темна матерія]]: Що таке темна матерія?{{r|NewSci}} Чи зв'язана вона з [[Суперсиметрія|суперсиметрією]]? Чи пов'язаний феномен темної метерії з тією або іншою формою матерії, чи це насправді є розширенням гравітації?
; [[Ентропія]] (напрямок часу): Чому [[Всесвіт]] мав таку низьку ентропію у минулому, що привела в результаті до відмінності між минулим і майбутнім і [[Другий закон термодинаміки|другим законом термодинаміки]]?
; [[Проблема обрію]]: Чому віддалений Всесвіт такий однорідний, тоді як теорія [[Великий вибух|Великого вибуху]] пророкує більшу вимірну анізотропію [[небесна сфера|небесної сфери]], ніж спостерігається? Можливим підходом до розв'язку є гіпотези [[Інфляційна модель Всесвіту|інфляції]] і змінної [[швидкість світла|швидкості світла]].
; [[Принцип Коперника|Ізотропія реліктового випромінювання]] ([[Вісь зла (космологія)|Вісь зла]]): Деякі загальні особливості [[реліктове випромінювання|мікрохвильового випромінювання]] неба на відстанях понад 13 мільярдів світлових років, як видно, говорять про наявність як руху, так і орієнтації Сонячної системи. Чи є це наслідком систематичних помилок обробки, забрудненням результатів локальними ефектами чи непоясненим порушенням [[Принцип Коперника|принципу Коперника]]?
; [[Форма Всесвіту]]: Що таке 3-[[многовид]] супутнього простору, тобто супутній просторовий перетин Всесвіту, який неофіційно називають «формою» Всесвіту? Ні його [[Кривина (математика)|кривина]], ні [[топологія]] наразі невідомі, хоча кривина швидше за все «близька» до нуля на спостережуваних масштабах. [[Гіпотеза космічної інфляції]] припускає, що форма Всесвіту може бути невимірною, але з 2003 року команда [[Жан-П'єр Люміне|Жана-П'єра Люміне]] й інші групи вважають, що Всесвіт може мати форму додекаедричного [[простір Пуанкаре|простору Пуанкаре]]. Чи є форма Всесвіту невимірною, простром Пуанкаре чи має інший 3-многовид?

=== Фізика високих енергій та фізика елементарних частинок ===
; [[Механізм Гіггса|Порушення симетрії електрослабкої взаємодії]]: Який механізм, відповідальний за порушення електрослабкої калібрувальної симетрії, що дає масу [[W і Z бозони|W і Z бозонам]]? Чи є він простим [[Механізм Гіггса|механізмом Гіггса]] [[Стандартна модель|стандартної моделі]]<ref>Open Questions, Particle Physics, item 6</ref> чи природа використовує сильну динаміку при порушенні електрослабкої симетрії, як це пропонується в [[техніколор (фізика)|теорії техніколор]]?
; [[Нейтрино|Маса нейтрино]]: Який механізм відповідає за генерацію маси [[нейтрино]]? Чи є нейтрино античастинкою самій собі? Чи це може бути античастинка, яка просто не може з'єднатися й анігілювати з нормальною часткою через її нестабільний стан?
; Відношення [[Маса|інерціальна маса]]/[[Маса|гравітаційна маса]] для елементарних частинок: Відповідно до [[Принцип еквівалентності|принципу еквівалентності]] [[ЗТВ|загальної теорії відносності]], відношення інертної маси до гравітаційної для всіх елементарних частинок дорівнює [[1 (число)|одиниці]]. Однак, експериментального підтвердження цього закону для багатьох частинок не існує. Зокрема, ми не знаємо, яка буде вага макроскопічного шматка [[Антиречовина|антиречовини]] відомої маси.
; [[Криза спіну протона]]: За попередньою оцінкою Європейської групи з мюонного співробітництва, на три основні («валентні») [[кварк]]и [[протон]]а припадає близько 12% від сумарного значення [[спін]]у. Чи можна перерахувати залишок глюонів, які зв'язують кварки, а також утворюють «море» пар [[кварк]]ів, які постійно створюються й [[анігіляція|анігілюють]]?
; [[Квантова хромодинаміка]] у непертурбативному режимі: Рівняння квантової електродинаміки залишаються нерозв'язаними в енергетичних масштабах, відповідних до опису атомних ядер, і, зокрема, в основному чисельні підходи, здається, починають давати відповіді на цей граничний випадок. Чи можна застосовувати квантову хромодинаміку для опису фізики ядра і його компонентів?
; [[Конфайнмент|Утримання кольору]]: Чому ніколи не були зафіксовані [[вільна частинка|вільний]] [[кварк]] або [[глюон]], а тільки об'єкти, побудовані з них, наприклад, [[мезон]]и й [[баріон]]и? Яким чином ці явища випливають із [[квантова хромодинаміка|квантової хромодинаміки]]?
; [[CP-інваріантність|Сильна CP-проблема]] і [[аксіон]]и: Чому [[Сильна взаємодія|сильна ядерна взаємодія]] інваріантна до [[Парність|парності]] і [[Зарядове спряження|зарядового спряження]]? Чи є [[теорія Печчеї — Квінн]] розв'язком цієї проблеми?
; [[Список частинок|Гіпотетичні частки]]: Які з гіпотетичних частинок, що передбачаються суперсиметричною теорією й іншими відомими теоріями, насправді існують у природі?

=== Астрономія й астрофізика ===

[[Файл:GalacticRotation2 uk.svg|right|frame|Крива швидкості обертання типової спіральної галактики: очікувана (A) та спостережувана (B).]]
; Струмені акреційних дисків: Чому деякі астрономічні об'єкти, оточені [[Акреційний диск|акреційним диском]], такі як [[активні ядра галактик]], випускають [[Релятивістський струмінь|релятивістські струмені]], випромінювані уздовж полярної осі? Чому в багатьох акреційних дисків існують квазі-періодичні коливання? Чому період цих коливань має масштаб, обернено пропорційний масі центрального об'єкта? Чому іноді існують обертони, і чому в різних об'єктів обертони мають різні співвідношення частоти?
; [[Сонячна корона#Проблема нагрівання корони|Проблема нагрівання корони]]: Чому сонячна корона (атмосферний шар Сонця) набагато гарячіша ніж поверхня Сонця? Чому [[магнітне перез'єднання]] відбувається на багато порядків швидше, ніж передбачають стандартні моделі?
; [[Гамма-сплеск]]и: Яке походження цих короткострокових сплесків високої інтенсивності?<ref name="ReferenceC">Open Questions, Cosmology and Astrophysics, item 11</ref>
; [[Надмасивна чорна діра|Надмасивні чорні діри]]: Яка причина [[відношення М-сигма]] між масою надмасивної чорної діри й дисперсією швидкості галактики?<ref>{{Citation
|last = Ferrarese|first = Laura|last2 = Merritt|first2 = David|author2 =|title = A Fundamental Relation between Supermassive Black Holes and their Host Galaxies|journal = The Astrophysical Journal|volume = 539|issue =
|pages = L9-L12|date =|origyear =|year = 2000
|month =|url = http://adsabs.harvard.edu/abs/2000ApJ...539L...9F
|doi =|id =}}</ref>
; Спостережувані аномалії:
: [[Hipparcos|Аномалія «Гіппарха»]]: Яка фактична відстань до [[Плеяди (зоряне скупчення)|Плеяд]]?
: [[Аномалія зближення]]: Чому спостережувана енергія супутників, що роблять [[гравітаційний маневр]], відрізняється від значень, що передбачаються теорією?
: [[Крива обертання галактики|Проблема обертання галактик]]: Є чи [[темна матерія]] відповідальною за відмінності в спостережуваних і теоретичних швидкостях обертання зірок навколо центру галактик, чи причина в чомусь іншому?
; [[Наднова|Наднові зірки]]: Який точний механізм, за допомогою якого імплозії вмираючих зірок стають вибухом?
; Космічні промені надвисоких енергій{{r|NewSci}}: Чому деякі космічні промені мають неймовірно високу енергію (так звані ''частки OMG''), враховуючи, що поблизу Землі немає джерел космічних променів з такою енергією? Чому деякі космічні промені, випромінені далекими джерелами, мають енергію вище [[Межа Грайзена — Зацепіна — Кузьміна|межі Грайзена-Зацепіна-Кузьміна]]?<ref>Open Questions, Cosmology and Astrophysics, item 12</ref>{{r|NewSci}}
; Швидкість обертання [[Сатурн (планета)|Сатурна]]: Чому [[магнітосфера]] Сатурна проявляє (повільно-змінну) періодичність, близьку до тієї, на якій обертаються хмари планети? Яка дійсна швидкість обертання глибоких внутрішніх шарів Сатурна?<ref name="NASA">
{{cite web
 |url         = http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/media/cassini-062804.html
 |title       = Scientists Find That Saturn's Rotation Period is a Puzzle
 |date        = 2004-06-28
 |publisher   = NASA
 |accessdate  = 2007-03-22
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/616VzbaQF?url=http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/media/cassini-062804.html
 |archivedate = 2011-08-21
 |deadurl     = no
}}
</ref>

=== Фізика конденсованого стану ===
; [[Аморфні речовини]]: Яка природа [[Температура склування|переходу]] між рідкою або звичайною кристалічною і склоподібною [[Термодинамічна фаза|фазами]]? Які фізичні процеси приводять до основних властивостей [[Скло|скла]]?<ref name="Kenneth Chang">{{citation |url=http://www.nytimes.com/2008/07/29/science/29glass.html |title=The Nature of Glass Remains Anything but Clear |journal=[[The New York Times]] |date=29 липня 2008 |author=Kenneth Chang}}</ref><ref>«''The deepest and most interesting unsolved problem in solid state theory is probably the theory of the nature of glass and the glass transition.''» {{citation|author=P.W. Anderson| journal=Science|volume=267|year=1995|page=1615|title=Through the Glass Lightly}}</ref>
; [[Холодний синтез]]: Яке пояснення суперечливих доповідей про надлишкове тепло, випромінювання й [[трансмутація|трансмутації]]?{{r|NewSci}}<ref>{{citation|title=The World's 20 Greatest Unsolved Problems|author=John R. Vacca|publisher=Prentice Hall|year=2004|ISBN=9780131426436|url=http://books.google.com/books?id=ouMmAAAACAAJ|url-status=dead}}</ref><ref name=Feder2004>{{citation|last1 = Feder|first1 = T.|last2 = John|first2 = O.|year = 2004|journal = Physics Today|pages = 27|url = http://www.physicstoday.com/pt/vol-58/iss-1/PDF/vol58no1p31a.pdf|doi = 10.1063/1.1881896}}{{Недоступне посилання|date=червень 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>
; [[Кріогенна електронна емісія]]: Чому під час відсутності світла збільшується емісія електронів [[Фотоелектронний помножувач|фотоелектронного помножувача]] при зменшенні його температури?<ref name="physorg.com">http://www.physorg.com/news187421719.html</ref><ref name="doi|10.1209/0295-5075/89/58001">{{doi|10.1209/0295-5075/89/58001}}</ref>
; [[Високотемпературна надпровідність]]: Який механізм, що викликає в деяких матеріалів прояв [[Надпровідність|надпровідності]] при температурах набагато вищих ніж 50&nbsp;[[кельвін|К]]?<ref>Open Questions, Condensed Matter and Nonlinear Dynamics, item 2</ref>
; [[Сонолюмінесценція]]: Що є причиною викиду коротких спалахів світла при зникненні [[бульбашка|бульбашок]] рідини, збуджених звуком?<ref name="Royal Society">{{citation |journal=Proceedings: Mathematical, physical, and engineering sciences |volume=453 |publisher=Royal Society |year=1997 |quote=An unsolved problem in modern physics concerns the phenomenon of sonoluminescence}}</ref>
; [[Турбулентність]]: Чи можна створити теоретичну модель для опису статистики турбулентного потоку (зокрема, для його внутрішньої структури)?<ref>Open Questions, Condensed Matter and Nonlinear Dynamics</ref> При яких умовах існує [[Існування й гладкість розв'язків рівнянь Нав'є — Стокса|Гладкий розв'язок рівнянь Нав'є-Стокса]]? Це, ймовірно, остання нерозв'язана проблема класичної або [[Класична фізика|ньютонівської фізики]].

=== Біофізика ===
; [[Синаптична пластичність]]: Вона необхідна для [[Нейронна мережа|обчислювальної]] і фізичної моделей мозку, але чим це обумовлене і яку роль вона відіграє в процесах більш високого порядку поза [[Гіпокамп|гіпокампом]] і [[Зорова кора|зоровою корою]]?
; [[Аксональне наведення]]: Як [[аксон]]и, що виходять із [[нейрон]]ів, знаходять свої цілі? Цей процес має вирішальне значення для розвитку [[Нервова система|нервової системи]], дозволяючи створювати головний мозок?
; [[Випадковий процес|Випадковість]] і стійкість до [[Відношення сигнал/шум|шуму]] при [[Експресія генів|експресії генів]]: Як гени управляють нашим тілом, витримуючи різні зовнішні впливи й внутрішню [[стохастичність]]? Існують різні моделі генетичних процесів, але ми далекі від розуміння всієї картини, зокрема, в [[морфогенез]]і, у якому експресія генів повинна жорстко регулюватися.
; Кількісне дослідження [[Імунна система|імунної системи]]: Які кількісні властивості імунних реакцій? Які основні будівельні блоки імунної системи? Яку роль відіграє стохастичність?

== Проблеми, розв'язані за останні десятиліття ==
;Тривалі [[гамма-сплеск]]и (2003): Тривалі гамма-сплески пов'язані зі смертю масивних зірок у деяких специфічних випадках спалахів типу [[Наднова зірка|наднової]], відомих як [[Гіпернова зірка|гіпернові зірки]].
; Проблема сонячних нейтрино (2002): Нове розуміння фізики [[нейтрино]], що вимагає модифікації [[Стандартна модель|Стандартної моделі]] [[Фізика елементарних частинок|фізики елементарних частинок]], зокрема, [[Нейтринні осциляції|нейтринних осциляцій]].
;Вікова криза (1990-і): Оцінка віку Всесвіту від 3 до 8 мільярдів років була менша, ніж оцінка віку найстаріших зірок у нашій галактиці. Уточнення оцінок відстані до зірок і введення [[Темна енергія|темної енергії]] у космологічну модель дозволили підвищити оцінку віку Всесвіту.
;[[Квазар]]и (1980-і): Протягом десятиліть природа квазарів була незрозуміла<ref>[http://www.jb.man.ac.uk/public/story/mk1quasars.html MKI и открытие квазаров. Обсерватория Jodrell Bank]{{ref-en}}</ref> Зараз вони розглядаються як різновид [[Активні ядра галактик|активних ядер галактик]], які випромінюють величезну енергію за рахунок матерії, що падає в масивну [[Чорна діра|чорну діру]] у центрі галактики.{{r|Hubble}}
;[[Ефект «Піонера»|Аномалія «Піонерів»]] (2000-ті): невелике додаткове прискорення в напрямку Сонця космічних апаратів [[Піонер (програма)|«Піонер»]] пояснено нерівномірним тепловим випромінюванням апаратів.


== Примітки ==
{{reflist|refs=
<ref name=NewSci>{{cite web
|url = http://www.newscientist.com/article/mg18524911.600-13-things-that-do-not-make-sense.html
|title = New Scientist: 13 things that do not make sense.
|date = 19 березня 2005
|first = Michael
|last = Brooks
|language = en}}</ref>

<ref name=Hubble>{{cite web
|url = http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/35/image/a
|title = Знімки квазарів телескопом Hubble
|language = en}}</ref>
}}

== Посилання ==
* [http://www.sciencemag.org/sciext/125th/ What don’t we know?] Science journal special project for its 125th anniversary: top 25 questions and 100 more.
* [https://web.archive.org/web/20060504195838/http://www.aip.org/pnu/ Physics News Update] A weekly physics news bulletin hosted by the [[American Institute of Physics]].
* [http://math.ucr.edu/home/baez/physics/General/open_questions.html Open Questions in Physics]
* [http://www.openproblems.net/ List of links to unsolved problems in physics, prizes and research.]
* [http://www.nasa.gov/centers/glenn/technology/warp/ideachev.html Ideas Based On What We’d Like To Achieve]
* [http://www-conf.slac.stanford.edu/ssi/2004/Default.htm 2004 SLAC Summer Institute: Nature’s Greatest Puzzles]
* [https://web.archive.org/web/20081009161846/http://technology.newscientist.com/article/dn14179-glasss-dual-personality-explained-at-last.html Dual personality of glass explained at last]

{{Нерозв'язані проблеми}}

[[Категорія:Нерозв'язані проблеми фізики|*]]
[[Категорія:Футурологія]]
[[Категорія:Нерозв'язані проблеми]]
[[Категорія:Списки:Фізика]]