Çözülememiş fizik problemleri listesi

Fizikte çözülememiş ana problemler teoriktir. Başka bir ifadeyle mevcut teoriler, gözlenmiş bir fenomeni veya deneysel sonucu açıklayamamaktadır. Başkaları deneysel olup önerilmiş bir teorinin doğruluğunu test etmede ya da bir fenomenin daha detaylı incelenmesinde karşılaşılan zorluklardır.

Alt alanlara göre çözülememiş problemler

Aşağı alt alanlarına göre gruplanmış çözülememiş problemlerin listesi görülmektedir.

Kosmoloji ve genel görelilik

Evrensel enflasyon: Kosmik enflasyon teorisi doğru mu? Eğer doğruysa bu devrin detayları nelerdir? Enflasyona sebep olan farazî enflasyon alanı nedir? Eğer enflasyon bir noktada olmuşsa sonsuz enflasyon mudur ve akıl almaz uzak bir yere doğru mu gitmektedir?^[1]
Ufuk problemi: Uzak Kâinat, Büyük Patlama Teorisi daha büyük anizotropiler haber vermesine rağmen niçin bu derece homojendir? Kosmolojik enflasyon, genelde çözüm olarak görünse de değişken ışık hızı gibi açıklamalar daha uygun mudur?^[2]
Evren'in geleceği: Kâinat Büyük Donma'ya (İng. İngilizce: Big Freeze), Büyük Yırtılma'ya (İng. İngilizce: Big Rip), Büyük Çatırtı'ya (İng. İngilizce: Big Crunch) ya da Büyük Sıçrama'ye (İng. İngilizce: Big Bounce) doğru mu gitmektedir? Yahut kendisi sonsuza kadar kendini tekrar eden dönüşsel bir modelin parçası mıdır?
Kütleçekimsel dalga: Kütleçekimsel dalgalar deneysel olarak tespit edilebilir mi?^[3]^[4]
Baryon asimetrisi: Gözlemlenebilir Evren'de niçin madde, antimaddeden çok daha fazladır?
Kozmolojik sabit problemi: Vakumun sıfır noktası enerjisi niçin büyük bir kozmolojik sabite sebep olmuyor? Bilinen düşük değeri sağlayan nedir?

Karanlık madde: Kara maddenin kimliği nedir?^[2] Bir temel parçacık mıdır? Yoksa en hafif süper ortak mıdır (İng. İngilizce: Lightest Supersymmetric Particle, LSP)? Kara maddeye atfedilen fenomenler, bir madde şekli yerine kütleçekiminin genişlemiş bir türü müdür?

Kara enerji yoğunluğu $\rho _{*}$ ile madde yoğunluğu $\rho _{m}$ 'nun ölçek faktörü $a$ 'ya karşı log-log çizimi. İki doğru şimdiki dönemde kesişmektedirler.^[5]

Kara enerji: Hızlanan genişlemenin sebebi nedir (de Sitter fazı)? Kara enerji komponentinin enerji yoğunluğu, niçin farklı zamanlarda gelişen maddenin şimdiki yoğunluğu ile aynı büyüklüktedir? Acaba tam vaktinde mi rasat ediyoruz? Kara enerji saf bir kozmolojik sabit midir, yoksa hayalet energy gibi cevher modelleri uygulanabilir mi?
Kara akıntı: Büyük sayıda galaksi kümelerinin Kâinat'ın bir noktasına doğru hareket sebebi nedir?^[6]
KMG anisotropisinin eliptik hizalanması: Mikrodalga göğünün 13 milyar ışık yılından daha uzakta bulunan bâzı büyük unsurlar, Güneş Sistemi'nin hem hareketi, hem de duruşuyla hizalanmış gibidirler. Bu durum işlemlerdeki sistematik hatalardan, sonuçların yerel etkilerle "kirlenmesinden" veya Kopernik Prensibi'nin açıklanamamış bir ihlâlinden mi kaynaklanmaktadır?
Kâinat'ın şekli: Birlikte hareket eden uzayın, başka bir ifade ile gayrıresmî olarak "şekil" denen Uzay'ın birlikte hareket eden uzaysal bölümünün 3-katlısı nedir? Bu şeklin ne eğriliği, ne de topolojisi şu ana kadar bilinmektedir. Yalnızca eğriliğin gözlemlenebilir ölçeklerde "neredeyse" sıfır olduğu biliniyor. Kozmik enflasyon hipotezi, Uzay'ın şeklinin ölçülemez olduğunu öne sürerken 2003'ten beri Jean-Pierre Luminet et al. ve başka gruplar, Uzay'ın şeklinin bir Poincaré on iki kenarlı uzay öne sürmektedirler. Acaba Poincaré uzayının şekli mi ölçümlenemez, yoksa başka bir 3-katlı mı?

Quantum kütleçekimi

Vakum fâciası: Acaba kuantum vakumunun tahmin edilen kütlesinin Uzay'ın genişlemesi üzerine ancak küçük bir etkisi vardır?
Kuvantum kütleçekimi: Kuvantum mekaniği ve genel relativite, tamamen tutarlı bir teori şekline (muhtemelen bir kuvantum alan teorisi haline) getirilebilir mi?^[7] Is spacetime fundamentally continuous or discrete? Would a consistent theory involve a force mediated by a hypothetical graviton, or be a product of a discrete structure of spacetime itself (as in loop quantum gravity)? Are there deviations from the predictions of general relativity at very small or very large scales or in other extreme circumstances that flow from a quantum gravity theory?
Kara delikler, kara delik bilgi paradoksu ve kara delik ışıması: Kara delikler, teorik bazdan beklendiği gibi ısısal ışıma yapar mı? Yaparsa bu ışıma, sicim teorisinin öngördüğü gibi iç yapıları hakkında bilgi içerir veya Hawking'in asıl hesapları doğrultusunda içermez mi? Veyahut ışıma belli bir noktada durup geriye kara delik kalıntıları mı geride bırakır? İç yapılarını - eğer varsa - araştırmanın başka yolu var mıdır?
İlave boyutlar: Tabiatta dört uzayzaman boyutundan başka boyutlar var mıdır? Eğer varsa boyları nedir? Boyutlar, Kâinat'ın temel bir özelliği veya başka fiziksel kanunların sonucunda ortaya çıkan bir sonucu mudur? Deneysel olarak daha fazla uzaysal boyutları "görebilir" miyiz?

Kaynakça

^ Podolsky, Dmitry. "Top ten open problems in physics". NEQNET. 4 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Nisan 2012.
^ ^a ^b Brooks, Michael (19 Mart 2005). "13 Things That Do Not Make Sense". New Scientist. Issue 2491. 25 Şubat 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Mart 2011.
^ National Research Council (1986). Gravitation, Cosmology, and Cosmic-Ray Physics. Washington, D. C.: National Academies Press. ISBN 0-309-03579-1.
^ Paulson, Tom (27 Mayıs 2002). "Catching a cosmic wave of gravity". Seattle Post-Intelligencer. 1 Şubat 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Nisan 2012.
^ Steinardt, Paul (1997), "Cosmological Challenges For the 21st Century", Val Fitch; ve diğerleri. (Ed.), Critical Problems in Physics, Critical problems in physics: proceedings of a conference celebrating the 250th anniversary of Princeton University, Princeton, New Jersey: Princeton University Press, ss. 138-140, ISBN 978-0-691-05784-2
^ "Dark Flow" Discovered at Edge of the Universe: Hundreds of Millions of Stars Racing Towards a Cosmic Hotspot 20 Ocak 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. Dailygalaxy.com (2009-08-26). Retrieved on 2011-10-20.
^ Alan Sokal (22 Temmuz 1996), "Don't Pull the String Yet on Superstring Theory", New York Times, 7 Aralık 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi, erişim tarihi: 8 Eylül 2013