宇宙学是物理学中最古老的主题之一，在17世纪引入哥白尼原理后，它成为了一门严谨的科学。哥白尼原理表明所有天体都受相同的物理学支配，这在今天看来是很明显的道理，但当时还不清楚物理定律在火星上是否会有所不同。在接下来的几年里，人们有了许多有趣的发现和观察，并且通过弗里德曼方程，我们得到了整个宇宙的模型。不久之后，欧文...
牛顿引力足以描述太阳的轨道。借助牛顿万有引力定律以及我们对太阳和地球质量的了解，此时我们会发现地球轨道有点变化。但直到18世纪才发现第七颗行星天王星，科学家们发现天王星的轨道出了问题，第八颗行星海王星成为第一个被数学预测的行星，天王星和海王星的轨道仍然存在问题，无法消除天王星和海王星的轨道不一致。可能没有第九颗行星，而导致天王星和海王星轨道异常的原因是由于我们的数学模型存在问题。...
该实验展示了一种可以逆转封闭系统熵的机制，唯一看似时间不可逆的物理定律是熵增定律，那么气体将会膨胀到容器的全部体积，单个气体分子可能存在的位置更多，这种更大的可能排列数量确实是对熵的更好描述，它是一种计算系统内原子排列数量的方法。这会使气体的熵降低吗？使描述原子运动方式的数量增加。所以不会向封闭系统增加热量，这个小妖怪控制门的开关每次只让一个速度快的分子通过。...
进一步加深对时空因果结构、奇性定理的理解。...
原子由被电子包围的质子和中子组成。这些带负电荷的电子被带正电荷的质子吸引，同时电子之间也彼此产生排斥。电子分散得足够开，排斥力不会过多地干扰吸引力，因此它们能围绕在原子核附近运动。质子紧密地挤在原子核中，它们之间的电磁排斥力绝对是巨大的。那么原子核是如何保持在一起的呢？为什么它仅限于原子核？这些问题的答案在于夸克和胶子通过量子色动力学规则的复杂行为。...
虽然一个由虚无组成的宇宙可能会有一个更简单的理论，问题是为什么我们能看到的几乎所有东西都是由物质构成的，而压力差是由内部与外部量子涨落的差异造成的。它也会产生等量的反物质。当物质和反物质碰撞时，能量变成物质和反物质。人们认为它是物质-反物质对称的，宇宙中几乎所有的反物质都消失了。它只是意味着物理定律应该同样适用于反物质。物理定律在粒子和反粒子上就会表现得彼此相反。...
我们可能在任何特定时刻都有这样的错觉：过去已经发生，未来还不存在，事情正在发生变化。但我们可能拥有过去的唯一原因是我们的大脑包含对过去的记忆。如果我们没有任何记忆，我们会不会有任何过去的感觉或时间感？有没有可能时间实际上并不存在？但是为什么熵总是越来越高呢？为什么它没有变低？这似乎没有任何根本原因。率先提出宇宙暴胀概念的麻省理工学院教授艾伦...
爱因斯坦提出了广义相对性原理。从而改变物理定律的形式。当初爱因斯坦选择数学工具张量，二是惯性力与物质的质量成正比，这种相似性以及自由落体实验和马赫原理，让爱因斯坦猜想引力与惯性力的本质。也就是牛顿第二定律所定义的质量。也就是牛顿万有引力定律中的质量。粗略地验证了这两种质量是相等的，牛顿用单摆实验在10^-3的精度内证明了两种质量相等，它表明了引力场与惯性场必须等效。...
波函数在量子力学中是用来描述一切的东西：我们可以将向量视为从坐标原点指向任意点的箭头。我们可以将任意向量写成这些基向量的和，或者我们也可以将基向量前面的系数单独拿出来成一个列向量。 量子力学中的波函数就是这样的向量，只不过它不是我们空间中的向量，而是称为希尔伯特空间的抽象数学事物中的向量。波函数和描述空间方向的向量之间最重要的区别之一是，量子力学中的系数不是实数而是复数。...
星系以及宇宙的物质是我们实际看到的物质的5-10 倍。所以暗能量其实有两个竞争效应：暗能量的能量密度是恒定的，恒定的能量密度由宇宙学常数Λ表示。最终的引力具有相反的符号，作者使用这些负质量粒子和正质量粒子相互作用的想法来创建N体模拟。其中包含正负质量粒子，当被负质量粒子包围时，这是因为星系中的正质量吸引了负质量的光晕，前面我说过恒定的正能量密度可以表示为正宇宙学常数Λ。...
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