八、能找到黑暗能量和黑暗物质吗？

这是一个了不起的事实：只有大约百分之五的宇宙由我们可以看到的事情组成。物理学家几十年前就注意到，星系外缘的恒星比预测的更快地绕着这些星系的中心旋转。为了解释这一点，科学家们建议，在这些星系中可能会有一些看不见的“黑暗”物质，导致恒星旋转得更快。在这之后，对宇宙膨胀的观察使得物理学家得出结论：在那里肯定会有更多的暗物质，这是我们所看到的问题的五倍。除此之外，我们知道宇宙的膨胀实际上在加速。这很奇怪，因为我们期望物质的引力“光”和“黑”来减缓宇宙的膨胀。把这个与宇宙是平时空的事实结合起来，总的来说不是弯曲的，宇宙学家需要对平衡物质引力的东西进行解释。

“暗能量”是解决方案。宇宙中的大部分能量不能锁在物质上，而是推动宇宙的扩张。物理学家认为，至少有70％的宇宙能量是暗能量的形式。直到今天，在实验室中还没有直接观察到构成暗物质的粒子和组成暗能量的场。观察暗物质是困难的，因为它不与光线相互作用，观察通常是如何进行的。但物理学家希望在大型强子对撞机中可能产生暗物质粒子，在那里他们可以研究。可能会发现暗物质粒子比LHC能够产生的任何东西都要重，在这种情况下，它可能会在更长的时间内仍然是个谜。

九、为什么比反物质更重要？

对于每一个粒子，都有一个相等而相反的粒子称为反粒子。所以对于电子，有正电子。质子有反质子。等等。如果一个粒子碰到它的反粒子，它们就会湮灭，变成辐射。既然你可能不想被歼灭，反物质是非常罕见的。有时它落在宇宙射线中。我们也可以使粒子加速器中的反物质达到每秒数万亿美元。但总的来说，在我们的宇宙中似乎是非常罕见的。这是一个真正的谜。我们根本不知道为什么在我们的宇宙中占主导地位，而不是反物质。每一个将能量转化为物质的已知过程都会产生相同数量的物质和反物质。所以，如果宇宙开始被能量所控制，为什么不产生等量的物质和反物质呢？

我们可以想象一个能量转化为物质，反物质对的宇宙。然后他们会相互歼灭，永远回到能量。但是没有结构，没有星星，没有生命。有一些理论可以解释这一点。在大型强子对撞机上探测粒子相互作用的科学家正在寻找“违反CP的例子”。如果它们发生，这些相互作用可以表明物质定律对于物质和反物质粒子是不同的。那么我们可以想象，也许有些过程比反物质更有可能产生物质，这就是为什么我们看到一个由物质支配的不对称的宇宙。

怀尔德理论认为，宇宙中可能存在以反物质为主的整个地区。有趣的是，这可能比你想象的更难以争辩。怀尔德理论认为，宇宙中可能存在以反物质为主的整个地区。有趣的是，这可能比你想象的更难以争辩。但是这些理论必须解释物质和反物质是如何分离的，以及为什么当物质和反物质碰撞和消灭时我们没有看到大量的辐射。除非我们发现反物质星系的证据，否则早期宇宙中的CP违规看起来是最好的解决办法。但是我们仍然不清楚它是如何工作的。

十、可以有统一的理论吗？

在20世纪，发展了两个很好的理论来解释物理学。一个是量子力学，它详细描述了微小，亚原子粒子的行为和相互作用。量子力学和粒子物理的标准模型已经解释了自然界中四种物理力量中的三种：电磁学和强大的和弱的核力量。它的预言是非常准确的，即使人们仍然争论这个理论的哲学含义。另一个伟大的理论是爱因斯坦的广义相对论，它解释了引力。在广义相对论中，当质量的存在使空间和时间弯曲时，重力会发生，从而导致粒子沿着由于时空弯曲变形而弯曲的路径。它可以解释在最大的尺度上发生的事情，星系的形成和星星的跳舞。只有一个问题。这两种理论是不相容的。我们不能用量子力学来解释引力，广义相对论也不包括量子力学的影响。据我们所知，两种理论都是正确的。但他们似乎并不一起工作。

自从这个被实现以后，物理学家一直在研究可以调和这两种理论的某种解决方案。这被称为大统一理论或者仅仅是一切理论。科学家习惯于只能在一定范围内工作的理论。例如，牛顿的运动定律是你在狭义相对论的低速极限时所得到的。另外，直到麦克斯韦把它们统一为电磁，电力和磁力才被认为是完全不同的理论。物理学家们希望能够“缩小”，看到量子力学和广义相对论是更大理论的一部分，就像被子里的补丁一样。弦理论是一种可以再现广义相对论和量子力学特征的尝试。但是用实验来测试它的预测是困难的，所以不能被证实。