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 | 0 = [[真空劇變]]：從[[航海家計畫|航海家探測衛星]]測量到的數據所推斷出的[[真空能量|真空能量密度]]上限為10<sup>14</sup> GeV/m<sup>3</sup>，而從[[量子場論]]估算出的[[零點能|零點能密度]]卻為10<sup>121</sup> GeV/m<sup>3</sup>，兩個數值竟然相差了107個[[數量級]]，並且很多物理學者認為這顯示出當今物理理論的重大瑕疵。

 | 1 = [[量子重力]]：如何整合[[量子力學]]和[[廣義相對論]]成為完整一致的理論（或許是一種嶄新的[[量子場論]]）？時空的基本本質是否是連續的，還是離散的？這完整一致的理論是否涉及由一種假定的[[重力子]]所傳遞的作用力，還是從時空離散結構衍生的產物（[[迴圈量子重力理論]]的理論）？在超小尺度、超大尺度或其它極端案例，廣義相對論的預測與量子重力理論有甚麼差異？

 | 2 =[[黑洞]]、黑洞[[資訊]]、[[黑洞輻射]]：理論預期的黑洞熱輻射現象是否屬實？此種輻射是否帶有關於黑洞內部結構的資訊，如同[[規範-重力二元性]]（{{lang|en|gauge-gravity duality}}）所建議，還是不然，如同[[史蒂芬·霍金]]的原本計算？若為不然，則黑洞能夠蒸發乾淨，注意到量子力學並沒有給出摧毀資訊的機制，那麼，儲存於黑洞的資訊又會怎麼樣？是否黑洞蒸發到某一程度就會自動停止，只剩下殘餘黑洞？根據[[無毛定理]]，黑洞只有三種屬性：[[質量]]、[[電荷量]]、[[角動量]]；除此以外，沒有任何內部結構。這定理是否正確？為何尚未找出探勘黑洞內部的方法？

 | 3 =[[額外維度]]：大自然是否擁有多於四個[[時空]]維度。假若答案為「是」，則到底有多少時空維度？維度是不是宇宙的基本屬性，還是其它物理定律的合理結果？物理實驗能否觀測到更高維度的證據？

 | 4 =[[宇宙暴脹]]：宇宙暴脹理論是否正確？若為正確，這段時期所發生事件的細節為何？這造成暴脹的假定[[暴脹場]]（{{lang|en|inflation field}}）到底為何？假若暴脹在過去某一時間曾經發生，有否有可能藉著量子力學[[漲落]]的暴脹機制，繼續自我維持暴脹，因此在宇宙某超遠處，這暴脹仍舊正在進行中？

 | 5 =[[File:Multiverse - level II.svg|thumb|180px|left|「泡沫宇宙」示意圖，宇宙1到宇宙6各自有自己的物理常數，人類的「宇宙」不過是其中的一個「泡沫」而已]]
[[多重宇宙]]：有否足夠的物理理論基礎來支持期待其它宇宙的存在，雖然這些宇宙從根本而言是無法觀測到的？例如，[[量子力學]]的[[多世界詮釋|多世界]]是否存在？在這些宇宙裏，在高能量狀況，由於使用別種方式破壞物理力的明顯對稱，所造成的物理定律是否會迥然不同。使用[[人擇原理]]來消解全局宇宙困境是否正確？

 | 6 =[[宇宙監督假設]]（{{lang|en|cosmic censorship hypothesis}}）：[[黑洞]]內部有一個[[奇異點]]。通常在這奇異點的外圍有一層[[事件視界]]，速度最快的光波也無法逃離到事件視界之外。[[裸奇異點]]是缺乏事件視界的奇異點。由於沒有事件視界隔離，物理學者可以觀測到裸奇異點的物理行為。但是，至今為止，物理學者尚未觀測到裸奇異點的蛛絲馬跡。物理學者懷疑，從實際物理的初始條件是否能形成裸奇異點？[[羅傑·彭羅斯]]提出的「宇宙監督假設」表明，這是不可能的事。但是，物理學者還不能證明這假設的任何版本為正確無誤。

 | 7 =[[时序保护猜想|時序保護猜想]]：在[[廣義相對論]]的[[愛因斯坦場方程式]]的某些解答中，會出現有[[封閉類時曲線]]，即粒子移動於時空的世界線為封閉迴路，從初始點移動經過一段路程後，又會返回初始點。封閉類時曲線意味著一種[[時間旅行]]，能夠返回過去的時間旅行。[[史蒂芬·霍金]]的時序保護猜想表明，強烈地不允許任何除了微觀尺度以外的時間旅行。結合廣義相對論與量子力學在一起的[[量子重力|量子重力理論]]，能否排除封閉類時曲線的可能性？

 | 8 =[[時間箭頭]]：物理學在[[微觀]]（{{lang|en|microscopic}}）的層次幾乎完全是[[時間對稱性|時間對稱]]（{{lang|en|time symmetry}}）的。這意味著，假設將時間流逝的方向倒轉，則原本物理定律仍然會保持為正確。但是在[[巨觀]]層次，時間存在著明顯的流逝方向。時間箭頭就是用於描述這種不對稱的現象。由於時間演進和時間反演而產生的不同物理現象，它們給出的關於時間屬性的資料為何？

根據[[CPT對稱]]理論，從[[CP破壞]]的證實可以立即斷言時間是無法反演的。因此，時間對稱性不成立，時間箭頭可以建立起來。但是，這方法並不是直接地，而是間接地證實時間對稱性不成立。測量基本粒子的內稟[[電偶極矩]]實驗可以更強烈、更直接地證實這性質。假設[[基本粒子]]擁有內稟電偶極矩，則[[宇稱對稱性]]和時間對稱性都會被破壞。更詳盡細節，請查閱[[電偶極矩#基本粒子的電偶極矩|基本粒子的電偶極矩]]。對於各種粒子的電偶極矩，現在最準確的實驗測值為
*[[中子]]：<math>|p_n| < 2.9\times 10^{ - 26}\ e\ \mathrm{cm}\ (90\%C.L.)</math> 、
*[[電子]]：<math>|p_e| < 1.6\times 10^{ - 27}\ e\ \mathrm{cm}\ (90\%C.L.)</math> 、
*[[水銀]]：<math>|p_{Hg}| < 3.1\times 10^{ - 29}\ e\ \mathrm{cm}\ (95\%C.L.)</math> 。

另外一個衍生的問題是，為什麼[[CP破壞]]只有在某些[[弱交互作用]]的[[衰變]]中才能觀測得到，例如[[K介子衰變]]（{{lang|en|kaon decay}}），而在其它交互作用都觀測不到？

 | 9 =[[局域性原理]]（{{lang|en|principle of locality}}）與非局域現象：局域性原理表明，物體只會被其緊鄰周遭環境事物影響。1935年，[[阿爾伯特·愛因斯坦]]等發表[[EPR弔詭]]，認為量子力學的基礎理論，因為違背了局域性原理，可能不完備。三十年之後，[[約翰·貝爾]]提出反駁，主張[[局域隱變數理論]]（{{lang|en|local hidden variable theory}}）不能複製量子力學的所有預測。在量子力學裏，是否會出現非局域現象？假設非局域現象存在，這是否只局限於貝爾不等式被違背所顯露出的量子糾纏；資訊、能量或物質能否能以非局域方式的傳播？在哪種狀況可以觀測到非局域現象？非局域現象的存在與否，對於時空的基本結構，有甚麼含意？非局域現象與[[量子糾纏]]有甚麼關聯？如何藉著非局域現象來說明量子力學基礎性質的正確詮釋？

 | 10 =[[宇宙的終極命運]]：根據天文觀測和宇宙學理論，可以對可觀測宇宙未來的演化作出預言。宇宙最終是否走向[[熱寂]]、[[大崩墜]]、[[大撕裂]]、[[大反彈]]，還是按照多重宇宙論的論述，可能存在很多各種各樣的宇宙，新的宇宙可能正在誕生，同時老舊的宇宙可能正在湮滅，但整個平行宇宙永遠不會完全終結？

 | 11 =[[File:Elementary particle interactions-zh.png|180px|thumb|left|[[標準模型]]的粒子之間相互作用摘要圖。]][[希格斯機制]]：[[希格斯玻色子]]的分支比是否符合[[標準模型]]？是否只有一種希格斯玻色子？

 | 12 =[[級列問題]]（{{lang|en|hierarchy problem}}）：為什麼[[重力]]是那麼的微弱？只有當質量在[[普朗克尺度]]時，大約為10<sup>19</sup> [[電子伏特|GeV]]，超大於[[電弱尺度]]（{{lang|en|electroweak scale}}）（246 [[GeV]]，電弱理論描述的物理行為所涉及的能量），重力才會顯得強勁。為什麼這尺度的相差會有如天壤之別？是甚麼物理過程使得電弱尺度的物理量，例如希格斯粒子的質量，無法獲得普朗克尺度[[數量級]]的[[重整化|量子修正]]？請問這是因為[[超對稱]]、[[額外維度]]，還是[[人擇原理|人擇]]的[[精細調整]]（{{lang|en|fine-tuning}}）？

 | 13 =[[File:CuttingABarMagnet.svg|thumb|150px|絕對無法從磁棒製備出磁單極子。假設將磁棒一切為二，則不會發生一半是指北極，另一半是指南極的狀況，而會是切開的每一個部分都有其自己的指北極與指南極。]]
[[磁單極子]]：在最初宇宙、高能量的時期，粒子有否帶有[[磁荷]]？若有，則為何現在那麼難偵測到它們？現在有沒有任何磁單極子仍舊存在？（[[保羅·狄拉克]]指出，某種磁單極子的存在可以解釋[[基本電荷|電荷量子化]]）。

 | 14 =[[質子衰變]]與[[大統一理論]]：怎樣能夠將[[量子場論]]的三種不同的[[基本交互作用]]，即強交互作用、弱交互作用和電磁交互作用，統一成為單獨一種交互作用？至今為止，一些常見的主流大統一模型為[[特殊正交群|SO(10)模型]]、[[喬吉-格拉肖模型]]（{{lang|en|Georgi–Glashow model}}）等等。由於這些模型預測的新粒子的質量為[[大統一尺度]]（{{lang|en|GUT scale}}）數量級，大大地超過碰撞實驗的可能範圍，所以，物理學者無法做實驗直接觀測到這些新粒子。因此，物理學者必需使用間接方法，例如，[[質子衰變]]實驗、[[基本粒子]][[電偶極矩]]實驗、[[微中子]]屬性實驗、磁單極子偵測實驗等等。注意到質子為質量最輕的[[重子]]，質子是否為絕對的穩定？倘若不是，質子的[[半衰期]]為何？日本的[[超級神岡偵測器]]並沒有確切地偵測到任何質子衰變事件。從實驗得到的數據，質子的壽命被設定為超過10<sup>33</sup>年。

 | 15 =[[超對稱]]：時空超對稱是否實現於大自然？假若是，[[超對稱破壞]]（{{lang|en|supersymmetry breaking}}）的機制為何？超對稱是否能夠穩定電弱尺度，避免大幅度量子修正？最輕的超對稱粒子是否為暗物質的組成成分之一？

 | 16 =[[夸克|第四代夸克]]與[[輕子]]：由於共同提出[[卡比博-小林-益川矩陣]]來解釋[[CP破壞]]的現象，並且給出了[[標準模型]]會允許多達三代[[夸克]]與[[輕子]]存在的原因，[[小林誠]]與[[益川敏英]]因此榮獲2008年[[諾貝爾物理學獎]]。這理論並沒有限制最多只能有三代。那麼，有否可能找到第四代夸克或輕子？是否能夠構想出解釋不同代粒子之間質量差異的理論，一種關於[[湯川耦合]]的理論？

 | 17 =[[反物質]]： 在宇宙中，為什麼偵測實驗結果顯示，物質比反物質多很多？大霹靂應該製造出同樣數量的粒子與反粒子，而粒子會和反粒子湮滅產生[[光子]]。因此宇宙應該充滿了光子，而不會有很多物質存在。但是，宇宙現在的狀況並不是這樣。在大霹靂發生之後，一定有某些物理定律不平等地作用於物質與反物質。請問這些物理定律為何？在最初宇宙是否有某些作用力存在，但是後來隨著宇宙演化，這些作用力已消失無蹤？

 | 18 =[[量子色動力學]]：[[強交互作用]]物質有哪些相態？在宇宙中，這些相態的角色為何？[[核子]]的內部結構為何？量子色動力學對於強交互作用物質的屬性方面的預測為何？哪種機制主掌了[[夸克]]和[[膠子]]的變遷為[[π介子]]與[[核子]]？是甚麼機制造成了量子色動力學的重要特色：[[夸克禁閉]]與[[漸近自由]]？怎樣將量子色動力學與[[廣義相對論]]合併為一個完整理論？

 | 19 =[[核子天文物理學]]（{{lang|en|nuclear astrophysics}}）：[[中子星]]和稠密[[核物質]]（{{lang|en|nuclear matter}}）的物理性質為何？描述宇宙中各種元素的[[核合成]]過程？驅動恆星與星際爆炸的核子反應為何？

 | 20 =[[Image:Island-of-Stability.png|thumb|180px|left|理論穩定島的三維描繪圖。]]
[[原子核]]：[[核力]]如何將[[質子]]與[[中子]]結合為[[穩定原子核]]（{{lang|en|stable nucleus}}）？有些化學元素的原子核，其質子和中子的數目恰巧為[[魔數]]數目，核物理學家推測這些化學元素特別穩定。這理論稱為[[穩定島理論]]。鑑於這理論，最沉重的穩定或介穩定原子核為何？

 | 21 =[[量子混沌]]（{{lang|en|quantum chaos}}）：[[對應原理]]表明，經典力學是量子力學的經典極限。量子混沌理論試圖在量子力學與經典力學之間建立一座橋梁。怎樣用量子力學來表述經典的混沌[[動力系統]]？量子力學與經典混沌之間的關係為何？

 | 22 =[[量子測量]]：哪一種量子力學的詮釋最為正確？量子理論對於大自然的描述，包括[[態疊加原理|量子態疊加]]、[[波函數塌縮]]、[[量子去相干]]等等，怎樣解釋作實驗觀測到的大自然？換另外一種方法，應用[[量子測量|測量問題]]來表明，即造成波函數塌縮為[[確定態]]的量子測量是由哪種程序構成的？

 | 23 =[[物理資訊]]（{{lang|en|physical information}}）：除了[[黑洞]]或波函數塌縮以外，還有哪些物理現象，不可挽回地湮滅了關於其先前所處狀態的資訊？

 | 24 =[[萬有理論]]：又稱為「終極理論」，萬有理論試圖解釋與聯結所有已知的物理現象，並且預測在原則上可行的任何實驗的結果。但是，構築這理論所遇到最困難的問題是，怎樣將廣義相對論與量子力學統一為單一理論？

 | 25 =[[基礎物理常數]]（{{lang|en|fundamental physical constant}}）：[[光速]]、[[電常數]]、[[普朗克常數]]、[[萬有引力常數]]等等，都是基礎物理常數。能夠解釋所有基礎物理常數的理論為何？基礎物理常數是否會隨著時間的演進而改變？

 | 26 =[[規範場論]]：於[[2000年]]，[[克雷數學研究所]]發表七大[[千禧年大獎難題]]，其中一道題目為[[楊-米爾斯存在性與質量間隙]]。這是[[理論物理]]中規範場論的一道基礎問題。[[楊-米爾斯理論]]是一種規範場論。獲勝者必須嚴格證明楊－米爾斯場論存在（即需符合[[構造性量子場論]]（{{lang|en|constructive quantum field theory}}）的標準），亦要證明[[質量間隙]]（{{lang|en|mass gap}}），即此理論所預測質量最輕的粒子，其質量為正值。

 | 27 =[[File:Universe expansion cn.png|thumb|180px|left|根据大爆炸理论，[[宇宙]]是由一个極緊密、極熾热的[[引力奇點|奇点]]膨胀到现在的状态。]]
[[大爆炸|宇宙的存在]]：形成[[宇宙]]或[[多重宇宙]]的物質、能量、時空、基本作用力，它們的源頭為何？能否設計出可行的實驗來證實多重宇宙存在。

 | 28 =[[重子不對稱性]]：根據在現在說明宇宙誕生的理論來看，粒子的數量應該和反粒子的數量一樣多。為什麼在可觀測宇宙中，[[重子]]的數量比[[反重子]]多很多？

 | 29 =[[宇宙學常數|宇宙學常數問題]]：大多數量子場理論都預測非常大的量子真空[[零點能]]。根據廣義相對論，宇宙真空裏蘊藏的這些能量會產生重力場，因此，零點能密度與宇宙學常數有關，從零點能密度計算出的宇宙學常數也非常大，比天文觀測值10<sup>−47</sup>GeV<sup>4</sup>&asymp;10<sup>−9</sup>erg/cm<sup>3</sup>大了40個數量級。這就是[[宇宙學常數|宇宙學常數問題]]。為什麼從量子真空的零點能密度計算出的宇宙學常數，會與天文觀測值相差這麼大？是甚麼物理機制抵銷這超大數值？

 | 30 =[[File:GalacticRotation2.svg|thumb|left|180px|一般星系的自轉曲線：預測值('''A''')和觀測值('''B''')。暗物質的存在可以解釋為何在半徑較大時速度幾乎不變。]]
[[暗物質]]：無法用[[電磁輻射]]偵測，而是從作用於可見物質與背景輻射 的重力效應連帶推斷出來的物質，稱為暗物質。物理學者尚不清楚甚麼是暗物質的基本成分？是否與[[超對稱]]有關？歸因於暗物質的天文現象，實際上是否是重力的延伸？

 | 31 =[[暗能量]]：暗能量是一種充溢於整個空間的能量的假定形式。暗能量傾向於增加宇宙膨脹速度。最近完成的關於超過20萬座[[星系]]的調查，似乎確定了暗能量的存在。但是，物理學者仍舊無法精確地描述與解釋暗能量的物理性質。暗能量主要有兩種模型：[[宇宙學常數|宇宙學常數模型]]與[[第五元素 (物理学)|第五元素模型]]。每一種模型都有其強點與弱點，尚未有任何實驗結果令人信服地顯示哪一種模型為正確模型，也可能都不夠正確。

 | 32 =[[File:Cosmic Coincidence Problem.png|thumb|left|180px|暗能量密度、物質密度與[[宇宙標度因子]]的對數-對數關係線圖，兩條關係線恰好相交於現在。]]
[[宇宙巧合問題]]（{{lang|en|cosmic coincidence problem}}）：為什麼恰巧就在今期，宇宙的暗能量密度與物質密度幾乎等值？這問題稱為「宇宙巧合問題」。如圖所示，物質密度 <math>\rho_m</math> 與宇宙標度因子 <math>a</math> 的三次方成反比：
:<math>\rho_m\approx 1/a^3</math> ，

而暗能量密度 <math>\rho_*</math> 與宇宙標度因子的關係式為
:<math>\rho_*\approx 1/a^k</math> ;

其中，<math>k</math> 是依暗能量的本質而定的常數，必需小於3。

: 假設暗能量是宇宙學常數或真空零點能，則 <math>k=0</math> ，暗能量密度 <math>\rho_*</math> 為常數，那麼，這種萬年不遇的巧合實在令人費解。難道暗能量密度是某種純量場，或許暗能量與物質會發生某種耦合，從而造成暗能量密度與物質密度幾乎等值？

 | 33 =[[时间箭头#宇宙学时间箭头|熵 (時間箭頭)]]：宇宙最初是處於一個高度有序的狀態，一個低[[熵]]狀態。為甚麼會出現這麼高度有序的狀態，從而造成過去與未來的區別，以及[[熱力學第二定律]]。

 | 34 =[[Image:Horizon problem.svg|thumb|180px|left|地球與[[可觀測宇宙]]之間的[[共动距离 ]]約為460億光年。當宇宙微波背景輻射開始發射時，宇宙年齡大約只有30萬年，傳播到今天，這些輻射最遠只能傳播到小圓球的球面。因此，這兩個圓球的球心無法接觸到對方，它們會有不同的物理性質。]]
[[宇宙視界問題]]（{{lang|en|universe horizon problem}}）：為什麼[[大爆炸理論]]對於夜晚天空的[[各向異性]]的預測值似乎大於觀測數據，而遙遠的宇宙卻顯得那麼均勻？[[宇宙暴脹]]理論已廣泛地被天文學者接受為解答，但仍舊可能會有其它解答，例如，[[光速可變理論]]。

 | 35 =[[哥白尼原則|宇宙微波背景輻射的各向異性的黃道定向]]：微波天空在距離一百三十億光年以外的某些大型特徵，似乎跟太陽系的運動與定向有所關聯。這是否為系統誤差、觀測結果被局域效應汙染，還是[[哥白尼原則]]未經解釋的破壞？

 | 36 =[[File:End of universe.jpg|thumb|180px|left|宇宙的整体[[宇宙的形状|几何形状]]取决于相对[[临界密度]]Ω<sub>0</sub>值大于、等于还是小于1。图中从上至下所示为具有正曲率的封闭宇宙、具有负曲率的双曲面宇宙和具有零曲率的平坦宇宙。]]
[[宇宙的形狀]]：宇宙[[共動空間]]（{{lang|en|comoving space}}）的3-[[流形]]，又稱為「宇宙的形狀」，是甚麼樣子？現時，天文學者仍舊不清楚宇宙的[[曲率]]與[[拓撲]]，天文學者只知道，以可觀測尺度衡量，曲率接近於零。宇宙暴脹假設建議，宇宙的形狀可能無法測量，但是，於2003年，[[尚皮耶·盧敏內]]（{{lang|en|Jean-Pierre Luminet}}）等與其他研究團隊建議，宇宙的形狀可能為[[龐加萊]][[同調球面]]（{{lang|en|homology sphere}}）。經過[[威尔金森微波各向异性探测器]]三年觀測得到的數據確認了這模型的一些預測，但是，這模型的正確性尚未得到廣泛支持。


 | 37 =[[File:Mexican hat potential polar with details.svg|left|thumb|180px|在希格斯機制裏，希格斯場的猜想形狀好似一頂[[墨西哥帽]]。]]
[[希格斯機制|電弱對稱破缺]]：到底是甚麼機制打破了電弱規範對稱，從而賦予[[W及Z玻色子]]質量？是標準模型的簡單[[希格斯機制]]嗎，還是根據[[藝彩理論]]（{{lang|en|technicolor theory}}）的點子，是大自然用一種類似強作用力的新規範作用力來破壞了電弱規範對稱？物理學者希望能夠用[[大型強子對撞機]]做實驗核對藝彩理論。

 | 38 =[[微中子|微中子質量]]：究竟是甚麼機制賦予[[微中子]]質量？任何粒子，假若其反粒子就是自己，則稱此粒子為[[馬約拉那粒子]]。微中子是否為馬約拉那粒子？如果微中子滿足馬約拉納方程式，我們便有機會觀察到不放出微中子的[[雙重β衰變]]（{{lang|en|double beta decay}}）。有沒有可能會是因為微中子的特殊屬性，從而使得微中子無法與一個正常粒子發生碰撞而互相湮滅？目前有許多實驗試圖去驗證微中子是否為馬約拉納粒子。

 | 39 =[[基本粒子]]的[[慣性質量]]與[[重力質量]]比率：根據廣義相對論的等效原理，對於所有基本粒子，[[慣性質量]]與[[重力質量]]比率為1 。但是，對於很多粒子，並沒有任何實驗確認這論點。特別而言，物理學者很想知道，具有某巨觀質量的反物質，其重量為何？

 | 40 =[[質子自旋危機]]（{{lang|en|proton spin crisis}}）：[[質子]]是[[自旋]]為1/2的[[費米子]]，但是，於1988年，[[歐洲緲子共同研究]]（{{lang|en|European Muon Collaboration}}）團隊發現，質子的三個主要[[夸克|價夸克]]只貢獻出總自旋的20-30%。自旋的其它部分是甚麼機制貢獻出的，是由[[膠子]]，還是由持續不斷地生成與湮滅中的[[夸克|海夸克]]對偶所貢獻出的？

 | 41 =[[量子色動力學]]的非[[微擾理論 (量子力學)|微擾]]方法：在涉及到描述[[原子核]]的能量尺度範圍，量子色動力學的方程式無法解析，雖然[[格點量子色動力學]]（{{lang|en|lattice QCD}}）貌似可以給出在這極限的解答。那麼， 量子色動力學怎樣描述核子與核子內部組構的物理現象呢？

 | 42 =[[夸克禁閉]]：為什麼所有實驗，都只能觀測到從夸克或膠子建成的粒子，像[[介子]]或[[重子]]，而無法觀測到自由存在的夸克或膠子？這現象是怎樣從量子色動力學裏面出現？

 | 43 =[[強CP問題]]與[[軸子]]：為什麼強交互作用對於[[宇稱]]與[[電荷共軛]]（{{lang|en|charge conjugation}}）運算具有不變性？1977年提出的[[皮塞-奎恩理論]]（{{lang|en|Peccei–Quinn theory}}）是否為這問題的正確解答？

 | 44 =[[粒子列表#假想的粒子|假想的粒子]]：[[超對稱理論]]與其它廣為人知的理論預測了很多假想粒子，其中，哪些假想粒子真正存在於大自然？

 | 45 =[[File:Galaxies AGN Inner-Structure-of.jpg|left|thumb|180px|相对论性喷流：[[活躍星系核]]周围的相对论性[[等离子体]]束与中心的[[超大质量黑洞]]自转轴方向一致，从而沿喷流方向射出]]
[[相對論性噴流|吸積盤噴流]]：為什麼環繞著某些像[[活躍星系核]]一類的[[星體]]的[[吸積盤]]，會沿著其旋轉軸噴出[[相對論性噴流]]？天文學者認為這些噴流有很多用途，從除去正在形成的恆星的角動量，到將活躍星系核內部重新離子化。但是，天文學者仍舊不清楚吸積盤噴流的初始由來。

 | 46 =[[準週期性震盪]]（{{lang|en|quasi-periodic oscillation}}）：有些像[[白矮星]]、[[中子星]]、[[黑洞]]一類的[[緻密星]]，其吸積盤的內部邊緣在某頻率附近會忽隱忽現地發射出[[X射線]]，這現象稱為「準週期性震盪」。可以從星體的[[譜密度|功率譜]]的峰點找到震盪痕跡。物理學者不知道為什麼會出現準週期性震盪？為什麼這些震盪的頻率與中心物體的質量成正比？有時候，在功率譜會出現多個峰點。為甚麼對於不同的星體，這些峰點的頻率比率會不一樣。

 | 47 =[[File:Solar eclipse 1999 4 NR.jpg|thumb|left|180px|日全蝕時觀測到的日冕。]][[日冕加熱問題]]（{{lang|en|coronal heating problem}}）：為什麼太陽的[[日冕]]（大氣層）溫度（1至3百萬K）超高於表面溫度（6000K）？對於這問題，過去幾十年，物理學者提出了很多理論，但只有兩個理論可能最為正確：[[波動加熱理論]]（{{lang|en|wave heating theory}}）與[[磁重聯理論]]（{{lang|en|magnetic reconnection theory}}）。磁重聯理論的缺陷是，為什麼觀測到的磁重聯效應比較理論預測快過很多數量級？[[美國太空總署]]的[[太陽偵測加級器任務]]（{{lang|en|solar probe plus mission}}）預定於2015年啟航，準備勘測太陽的日冕加熱狀況。

 | 48 =[[Image:Diffuse Interstellar Bands.gif|thumb|left|180px|天文觀測到的瀰漫星際帶線譜的相對強度。]][[瀰漫星際帶]]（{{lang|en|Diffuse interstellar band}}）：是甚麼物質造成了在天文線譜裏觀測到的多條星際吸收線？請問這些物質是否為分子物質？假若是分子物質，到底是哪些分子物質，它們是怎樣形成的？

 | 49 =[[File:GRB080319B illustration NASA.jpg|thumb|left|180px|藝術繪製的伽瑪射線爆發概念圖。]][[伽瑪射線爆發]]：從遙遠的星系突然發生的超大能量爆炸，其所伴隨的快閃[[伽瑪射線]]，稱為「伽瑪射線爆發」，是宇宙最明亮的電磁事件，通常持續時間在0.01-1000秒。物理學者不清楚為甚麼會發生這種短時段、高強度的猝爆？於2008年，[[美國太空總署]]發射了[[費米伽瑪射線空間望遠鏡]]，該衛星搭載的伽瑪射線爆發監視系統可用來研究伽瑪射線爆發。


 | 50 =[[超重黑洞]]：[[星系]][[核球 (星系)|核球]]內的恆星的[[速度色散]] （{{lang|en|velocity dispersion}}）<math>\sigma</math> 與位於星系中心的[[超重黑洞]]的質量 <math>M</math> 之間的經驗關係，稱為「質量-速度色散關係」：
:<math>M=\sigma^{\alpha}</math> ；

其中，<math>\alpha</math> 是[[常數]]，大約為 <math>4.2-5.</math>。

質量-速度色散關系可以用來精確地計算超重黑洞的質量。但是，物理學者不清楚這關係的物理原因為何？

 | 51 =[[飛掠異常]]（{{lang|en|flyby anomaly}}）：為什麼衛星[[重力助推|飛掠過地球]]後的能量會與理論預測不同？這異常最先發現於1990年[[伽利略號探測器]]的飛掠過地球。通過仔細檢查[[深空網路]]紀錄的[[都卜勒效應|都卜勒]]數據，天文學者意外地發現66mHz頻移，對應於速度在[[近地點]]增加了3.92mm/s。天文學者尚未能夠給出滿意答案。

 | 52 =[[File:GalacticRotation2.svg|thumb|left|180px|典型的螺旋星系自轉曲線：預測的（'''A'''）和觀測的（'''B'''）。]]
[[星系自轉問題]]：觀測到的星球繞著星系中心轉動的速度與應用[[牛頓力學]]預測的理論速度，兩者為何不一致？[[暗物質]]和[[暗物質暈]]是否是造成這問題的主要因素？

 | 53 =[[超高能量宇宙射線]]（{{lang|en|ultra-high-energy cosmic ray}}）：[[地球]]附近根本沒有超高能量[[宇宙射線]]源，為何有一些[[宇宙射線]]會擁有不可能般高的能量？[[GZK極限]]是源自遠處的宇宙射線所擁有能量的理論上限。超過GZK極限的宇宙射線會與[[宇宙微波背景輻射]]耦合，製造π介子。這程序會重覆發生，直到宇宙射線的能量低於GZK極限為止。所以，應該不可能觀測到任何源自遠處的超高能量宇宙射線。但是，這些似從遠處發射出的超高能量宇宙射線，並沒有遵守[[GZK極限]]的規則，與[[宇宙微波背景輻射]]發生反應，而奇蹟般地存活移動到地表附近，才被觀測到，請問原因為何？

 | 54 =[[土星]]自轉週期：[[航海家1號]]與[[航海家2號]]分別於1981年及1982年飛越土星時測量到其內部發射出的[[無線電]]訊號，週期為10&nbsp;h 39&nbsp;min。[[卡西尼號|卡西尼太空船]]在[[2004年]]接近土星時，發現[[無線電]]的週期增加至10&nbsp;h 45&nbsp;m。造成變化的原因仍不清楚，但这种变化被认为是由于無線電的来源可能移动到土星內部不同的[[緯度]]位置，從而改变了自轉週期，而不是出自於土星本身自轉週期上的變化。目前還沒有方法可以直接測量土星核心的自轉速率。

 | 55 =[[磁星]]：[[File:Magnetar-3b-450x580.gif|thumb|left|180px|畫家筆下的磁星想像圖]]到底是甚麼機制形成磁星的磁場？

 | 56 =[[無定形體]]：[[液態]]或[[固態]]物質是怎樣[[玻璃转化温度|玻璃化轉變]]至[[玻璃態]]物質？是甚麼物理過程給出了[[玻璃]]的一般物理性質？

 | 57 =[[低溫電子發射]]（{{lang|en|cryogenic electron emission}}）：在非常低溫、無光狀況，為什麼[[光電倍增管]]會自發性地發射電子，而且，隨著溫度降低，發射率會增加？

 | 58 =[[File:BI2223-piece3 001.jpg|thumb|left|180px|造成[[銅(III)酸鹽]]超導體的超導性質的機制仍舊未知。]]
[[高溫超導]]：某些物質能夠在高於50 [[絕對溫度|K]]以上的溫度仍舊具有[[超導電性]]。但是，物理學者不清楚促成這現象的機制為何。

 | #default =[[紊流]]：能否設計出一個理論模型來解釋紊流的物理行為和內部結構？在甚麼條件下，[[納維-斯托克斯方程式]]有平滑解？這是[[克雷數學研究所]]於2000年設立的[[千禧年大獎難題]]中的一大難題。 
}}
<div style="text-align:right;">'''[[未解決的物理學問題|存檔]]'''</div >