物理年

到现在为止，您可能已经听说过原始的隔离天才故事：艾萨克·牛顿（Isaac Newton），逃避了瘟疫，彻底改变了数学，重新发明了物理学。在像2020年这样大流行的年份，自然希望有一些平行的一线希望。也许另一个神童的想法被赋予了发展的时间和空间，谁知道奇迹还在等待。

我们中间的麻烦可能会指出，这种相似之处只能走这么远。在牛顿时代，隔离意味着极度孤立，只剩下一棵苹果树来维持一家公司。在缩放之前，对焦可能更容易实现。

但更重要的是，自那时以来，科学本身已经发生了彻底的变化。直到大约一个世纪前，一个孤立的思想家才有可能引发一场全面的思想动荡。现在，最大的问题，甚至是理论上的问题，往往只会在全球学者团队的攻击下才让步。

仍然令人惊讶的是，在今年，两个这样的团队在思想上取得了长足的进步，这些思想可能引发物理学的下一场革命。这些研究人员解决了理论物理学中最诱人和最顽强的问题：斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）的黑洞信息悖论。正如牛顿最终表明，拉在苹果上的引力与将月球固定在轨道上的力一样，这些科学家梦想着将爱因斯坦关于引力的思想与量子力学的粒子和场域结合起来。尽管这个目标可能还需要一段时间才能实现，但牛顿还花费了20年的时间出版了他的杰作《原理》。希望在这一大流行年份播下的知识分子种子-信息和纠缠，虫洞和全息图的杂交-有一天会取得光荣的成果，这并不疯狂。

这是黑洞信息悖论的一个非常简短的版本：东西掉进了黑洞。随着时间的流逝，很长一段时间，黑洞“蒸发”了。这些东西怎么了？根据重力法则，它消失了，其信息永远消失了。但是根据量子力学的规则，信息永远不会丢失。因此，自相矛盾。今年，一系列环法自行车赛的计算表明，信息必须以某种方式逃逸，即使它如何做到仍然是个谜。乔治·穆瑟（George Musser）在史诗著作的编年史中写道：“黑洞理论不再包含使其自相矛盾的逻辑矛盾。”但是，即使对于物理学家本身，仍然有很多困惑。穆瑟写道：“就黑洞的意义而言，这最多只是开始。”

悬浮的火车，无损的动力传输，完美的储能：室温超导的承诺已经实现了许多空想。纽约罗彻斯特大学的一个研究小组报告说，他们基于氢原子的晶格创建了一种材料，该材料在高达约15摄氏度（59华氏度）的温度下显示了超导性，大约是一个寒冷房间的温度。 。唯一的问题：只有将材料压碎在金刚石砧内，压力接近地球核心的压力时，它才起作用。乌托邦必须等待。

向您的一般理论物理学家询问时间的本质，他们可能会说时间的流逝只是一种幻想。根据爱因斯坦的相对论一般理论，空间的三个维度与时间的一个维度交织在一起，形成了一个“块状宇宙”，其中涵盖了整个过去，现在和未来。爱因斯坦在去世前几周于1955年写道：“对于我们相信物理学家的人来说，过去，现在和未来之间的区别只是顽固而持久的幻想。”然而，关于时间和机会的新观念（源于关于数学的旧观念）可能为我们提供了摆脱集体监狱的出路。

耀眼的宇宙频闪结束了持久的天文学之谜。自从2007年首次发现以来，快速无线电爆发-持续仅几毫秒的遥远无线电波的闪烁-一直没有得到解释。或者，天文学家想出了太多理论来解释什么，在很短的时间内可以看到宇宙中最强大的无线电源但是在四月的一个安静的早晨，一阵天文学家说，一阵爆炸“像圣诞树一样照亮了我们的望远镜。”这使研究人员可以将其源追溯到天空中被物体发射出X射线的部分。天文学家得出的结论是，这种现象的背后是一个被磁化的高磁化中子星。

宇宙分为两种粒子：玻色子或费米子，力的载体或物质的斑点。但是，如果您创建一个玩具宇宙，一个只有两个空间尺寸而不是我们熟悉的三个空间尺寸，粒子行为的规则就会改变。在这个2D宇宙中，拓扑规则允许存在第三种粒子：任何粒子。最早在1980年代就预测到了任何时间，但是直到今年，实验才能够最终确定它们的存在。

目前，宇宙学中最大的难题与哈勃常数有关，后者是宇宙膨胀速度的量度。早期宇宙的数据预测了一个价值。现代宇宙的数据预示着另一个。是什么导致差异？宇宙学家无休止的想法，但一个被忽视的选择是在宇宙诞生之初可能存在磁场。当天文学家发现宇宙中最大的已知磁场时，出现了支持该假说的关键证据-1000万光年的磁化空间渗透到星系团之间的空隙中。如果不是大爆炸本身，它可能从哪里来？