Această listă cuprinde câteva dintreproblemele nerezolvate înfizică. Unele dintre acestea sunt problemeteoretice, însemnând că teoriile existente sunt incapabile să explicefenomenele observate sau rezultatele experimentale. Altele suntexperimentale, în sensul că încă nu s-a conceput sau realizat un experiment care să dovedească o teorie propusă.
- Jeturile discurilor deacreție: Care e cauza emisiei unor jeturi relativiste de-a lungul axei polare a obiectelor astronomice masive care posedă în jurul lor discuri de acreție?
- Problematemperaturii coroaneisolare: De ce este mai fierbinte coroana solară decât suprafața Soarelui?
- Anomalii observaționale:
- Anomaliasondei spațiale Pioneer: Ce cauzează aparenta accelerație reziduală a sondei Pioneer?
- Anomalia zborului razant: De ce energia calculată a sateliților care zboară în preajmaPământului diferă de cea observată?
- Problema rotației galaxiilor: Este materia întunecată responsabilă pentru diferența dintre viteza teoretică astelelor care se rotesc în apropierea centruluigalactic și viteza observată, sau ar putea fi și altceva?
- Vid fals - Universul nostru există în starea sa cea mai scăzută de energie? Dacă nu, oricând poate avea loc dezintegrarea vidului prinefectul tunel la un vid „adevărat”, care există la o minimă globală de energie și este stabil
- Solidele amorfe: Care este natura tranziției dintrestarea fluidă sau solidă și cea sticloasă? Care sunt procesele fizice aflate la originea proprietăților generale ale substanțelor sticloase?
- Supraconductori la temperatură înaltă: Ce mecanism atomic este responsabil pentru trecerea unor materiale în stare de supraconductor la temperaturi mai mari decât 50kelvini?
- Sonoluminiscența: Ce cauzează emisia unor scurte licăriri de lumină în bulele de lichid care implodează când sunt excitate cuultrasunete?
- Turbulența: Este posibil să se realizeze un model teoretic care să descrie în amănunt curgerea turbulentă?
În continuare sunt listate unele probleme teoretice fundamentale sau idei teoretice lipsite de dovezi experimentale concludente. Parțial ele sunt în strânsă legătură unele cu altele. Se crede că multe dintre ele și-ar putea găsi răspunsul într-o teorie mai generală, precum ar fi teoria Gravitației cuantice.
- Gravitația cuantică: Cum s-ar putea realiza o fuziune consistentă întreteoria relativității șimecanica cuantică, materializată într-o teorie cuantică a câmpurilor? Esteteoria coardelor (sau una din variantele ei,Teoria M) aproape de o asemenea fuziune? Mai riguros, câtă informație experimentală am putea extrage pentru fizica de la scalaPlanck?
- Găuri negre, informație, radiație și structură: Pot produce găurile negre radiație termică, în conformitate cu deducțiile teoretice? Ar putea această radiație să ne furnizeze informații privind structura găurilor negre, așa cum sugerează teoria coardelor (stringurilor), sau nu, după cum ar rezulta din calculele inițiale ale luiHawking? Dacă nu, iar dacă găurile negre se pot „evapora”, atunci ce se întâmplă cu informația înmagazinată în ele? (Mecanica cuantică nu permite ca informația să fie distrusă.) Sau ar fi oare posibil ca radiația să se oprească la un moment dat, lăsând în urma ei resturi din gaura neagră? Există vreo metodă de a stabili cumva structura internă a acestor resturi?
- Dimensiuni suplimentare: areNatura mai multe dimensiuni decât cele patru spațio-temporale? Dacă da, care este numărul lor? Este acest număr o proprietate independentă aUniversului, sau rezultă din alte legi ale fizicii? Putem stabili pe cale experimentală numărul dimensiunilor?
- Inflația cosmică: este Teoria inflației cosmice corectă, iar dacă da, care sunt detaliile acestei faze de imediat dupăBig Bang?
- Universuri paralele: Există vreun argument alfizicii teoretice în favoarea existenței în paralel a altor universuri, cu legi fizice implicând alte consecințe pentru inflația cosmică? Este justificată utilizareaprincipiului antropic pentru rezolvarea dilemelor cosmologice globale?
- Mecanismul Higgs: Există particula/bosonul Higgs? Ce se întâmplă dacă nu există?
- Problema ierarhiei: De ce este tocmaigravitația cea mai slabăforță? De ce diferă ea atât de mult de celelalte forțe?
- Insula de stabilitate: Cât de mare poate fi unatom stabil?
- Monopolul magnetic: Există cumva un purtător al „sarcinii magnetice”?
- Dezintegrareaprotonului și Teoria Marii Unificări: Cum pot fi unificate cele trei interacțiuni nucleare fundamentale ale teoriei cuantice a câmpurilor? Oare protonul este absolut stabil? Dacă nu, care este timpul său de înjumătățire?
- Supersimetria: Există supersimetria spațiului-timp în realitate? Dacă da, care este mecanismul ruperii de simetrie?
- Fenomene emergente: Cunoaștem suficient despre particule astfel încât să putem explica toate fenomenele fizicii, sau există vreun fenomen care nu poate fi prezis de nicio teorie actuală despre particulele elementare?
- Mecanica cuantică la limitaprincipiului de corespondență: Există vreo interpretare a mecanicii cuantice superioară celorlalte? Cum ar putea descrierea cuantică a realității, care include elemente precum superpoziția stărilor sau colapsul funcției de undă, să ne furnizeze o explicație concretă a realității macroscopice?
- Informația fizică: Există fenomene fizice, precum găurile negre sau colapsul funcției de undă, care distrug complet informația despre stările lor inițiale?
- Teoria completă: Există vreo teorie care să explice valorile tuturor constantelor fizice fundamentale? Depind aceste constante fizice fundamentale de timp? Există vreo teorie care să explice de ce grupurile de etalonare aleModelului Standard sunt tocmai cele care sunt și nu altele, să explice de asemenea de ce observăm 3+1 dimensiuni ale spațiului-timp și de ce toate legile fizicii sunt tocmai cele care sunt?Teoria stringurilor șiprincipiul antropic sunt corecte? Există vreo consecință a lor ce poate fi testată?
