人类末于领会宇宙了吗？
宇宙构造的构成，无论是大标准仍是小标准，都高度依赖于暗物量和一般物量的彼此感化。虽然存在暗物量的间接证据，但我们仍是希望可以间接探测到它，那只要在一般物量和暗物量之间存在非零横截面时才会发作。没有证据证明那一点，也没有证据表白暗物量和一般物量之间的相对品貌发作了变革。
我们已经确定了支持现实的粒子、力和彼此感化。
在右边，申明了调理我们宇宙的三种根本量子力的标准玻色子。只要一个光子介导电磁力，三个玻色子介导弱力，八个玻色子介导强力。那表白尺度模子是三个组的组合：U(1)、SU(2) 和 SU(3)。
我们的宇宙汗青——过去、如今和将来——末于被确定了。
艺术家对可不雅测宇宙的对数标准概念。太阳系让位给银河系，银河系让位给附近的星系，然后让位于外围的大标准构造和火热、致密的大爆炸等离子体。我们能够察看到的每条视线都包罗所有那些期间，但在我们绘造出整个宇宙之前，对最远不雅测物体的摸索将不会完成。
然而，许多谜题仍然存在，包罗那五个。
在遥远的将来，能够想象，因为膨胀的逆转，我们膨胀的宇宙中目前包罗的所有物量和能量都将聚集在一个处所。若是发作那种情况，我们宇宙的命运就是我们将以大收缩完毕：与大爆炸相反。幸运或不幸的是，那取决于您的概念，我们拥有的任何证据都不撑持。
1.) 宇宙是若何起头的？
从预先存在的形态来看，暴胀预测跟着暴胀的继续，将产生一系列的宇宙，每个宇宙都与其他宇宙完全别离，被更多的暴胀空间离隔。大约 138 亿年前，那些“气泡”中的一个“气泡”在膨胀完毕的处所降生了我们的宇宙，我们整个可见的宇宙只是气泡体积的一小部门。每个零丁的气泡都与其他所有气泡断开毗连，膨胀完毕的每个处所城市产生本身的热大爆炸。
宇宙暴胀在热大爆炸之前成立并先于大爆炸。
我们的整个宇宙汗青在理论上是很好理解的，但只是定性的。通过察看确认和提醒我们宇宙过去必然发作的各个阶段，好比第一颗恒星和星系的构成时间，以及宇宙若何跟着时间的推移而膨胀，我们才气实正领会我们的宇宙。热大爆炸之前的膨胀形态在我们的宇宙上留下的遗迹签名为我们供给了一种奇特的办法来查验我们的宇宙汗青，但即便是那个框架也有底子的局限性。
然而，撑持性的察看证据还有良多未确定的处所。
CMB的颠簸是基于通货膨胀产生的原始颠簸。出格是，若是没有通货膨胀，大规模（左侧）的“平展部门”就无法解释。扁平线暗示在宇宙的前 380,000 年中将呈现峰谷形式的种子，右侧（小标准）仅比左侧（大标准）低几个百分点边。
发作了什么“类型”的通货膨胀？什么先于和/或招致通货膨胀？
膨胀期间发作的量子涨落在整个宇宙中被拉伸，当膨胀完毕时，它们酿成密度涨落。跟着时间的推移，那招致了当今宇宙中的大标准构造，以及在 CMB 中察看到的温度颠簸。像如许的新预测关于证明所提议的微调机造的有效性以及测试（并可能排除）替代计划至关重要。
供给谜底需要史无前例的新数据。
暴胀遗留下来的引力波对宇宙微波布景的 B 形式极化的奉献具有已知的外形，但其振幅取决于特定的暴胀模子。那些来自膨胀引力波的 B 形式尚未被察看到，但检测它们将极大地帮忙我们准确确定发作的膨胀类型。
2.) 什么解释了中微子量量？
此图显示了尺度模子的构造（以一种比更熟悉的基于 4×4 正方形粒子的图像更完好地显示关键关系和形式的体例，而且误导性更少）。出格是，该图描画了尺度模子中的所有粒子（包罗它们的字母名称、量量、自旋、旋性、电荷以及与标准玻色子的彼此感化：即与强力和弱电力的彼此感化）。它还描述了希格斯玻色子的感化，以及电弱对称性破缺的构造，表白希格斯实空期望值若何突破电弱对称性，以及剩余粒子的性量若何因而发作变革。中微子量量仍然无法解释。
在尺度模子中，中微子最后是无量量的。
中微子是一种有趣的粒子。该信息图列出了中微子的一些根本统计数据以及有趣的事实。
察看表白量量非零：中微子在与物量彼此感化时会振荡。
关于一组选定的混合参数，电子（黑色）、μ 子（蓝色）和 tau（红色）中微子的实空振荡概率。准确丈量差别长度基线的混合概率能够帮忙我们理解中微子振荡背后的物理学，并能够提醒与三种已知中微子品种耦合的任何其他类型粒子的存在。
中微子是狄拉克粒子仍是马约拉纳粒子？能否存在重的、贫瘠的中微子品种？
一个中微子事务，能够通过沿探测器壁衬的光电倍增管呈现的切伦科夫辐射环来识别，展现了中微子天文学的胜利办法和操纵切伦科夫辐射。该图像显示了多个事务，而且是为我们更好地领会中微子铺平道路的一系列尝试的一部门。
它们的性量可能会毁坏尺度模子。
那张剖面图显示了深层地下中微子尝试中中微子的途径。量子束在费米尝试室的加速器复合体中产生（由 PIP-II 项目改良）。光束击中目的，产生中微子束，穿过费米尝试室的粒子探测器，然后穿过 800 英里（1,300 公里）的地球，最初抵达桑福德地下研究设备的远间隔探测器。
3.) 为什么我们的宇宙以物量为主？
碰碰星系团“El Gordo”是可不雅测宇宙中已知更大的星系团，与其他碰碰星系团一样，显示出暗物量和一般物量的不异证据。在那个或任何已知星系或星系团的界面上几乎没有反物量的空间，严峻限造了它在我们宇宙中的可能存在。
比反物量更多的物量洋溢在宇宙中。
通过对碰碰星系团的查抄，我们能够限造它们之间界面处发射的反物量的存在。在所有情况下，那些星系中的反物量少于十万分之一，那与其由超大量量黑洞和其他高能量源产生的成果一致。没有证据表白宇宙中存在丰硕的反物量。
然而，已知的物理学无法解释察看到的物量-反物量不合错误称性。
大爆炸产生物量、反物量和辐射，在某个时候会产生更多的物量，从而构成了我们今天的宇宙。那种不合错误称性是若何产生的，或者从没有不合错误称性起头的处所产生，仍然是一个悬而未决的问题，但我们能够确信，与反物量对应物比拟，上下夸克的过量是量子和中子得以构成的原因起首在早期宇宙中。
根本对称性毁坏——和 LHCb 尝试——能够解释重子发作。
奇偶校验或镜像对称性是宇宙中三种根本对称性之一，别的还有时间反转和电荷共轭对称性。若是粒子沿一个标的目的扭转并沿特定轴衰减，那么在镜子中翻转它们应该意味着它们能够沿相反标的目的扭转并沿统一轴衰减。察看到弱衰变并不是如斯，弱衰变是已知独一违背电荷共轭 (C) 对称性、宇称 (P) 对称性以及那两种对称性的组合 (CP) 的彼此感化。
4.) 什么是暗物量？
像银河系如许的螺旋星系如右图所示扭转，而不是左图，那表白暗物量的存在。不只所有的星系，并且星系团以至大标准的宇宙网都需要暗物量在宇宙的早期就处于低暖和引力形态。
它会聚集并遭到引力，但会穿过原子和光。
各类碰碰星系团的 X 射线（粉红色）和整体物量（蓝色）图显示一般物量和引力效应之间的明显别离，那是暗物量存在的一些最有力证据。X 射线有两品种型，软（低能量）和硬（高能量），此中星系碰碰会产生超越数十万度的温度。
它的间接证据是压服性的；间接搜刮仍然没有成果。
LNGS B 馆配有 XENON 安装，探测器安拆在大型防水罩内。若是暗物量和一般物量之间存在任何非零截面，如许的尝试不只有时机间接检测到暗物量，并且暗物量最末有可能与你的身体彼此感化。
人们领会它的影响，而不是它的底子原因。
宇宙中构成的暗物量构造（左）和由此产生的可见星系构造（右）在冷、暖和热暗物量宇宙中自上而下显示。按照我们的察看，至少 98% 以上的暗物量要么是冷的，要么是暖的；热的排除了。在各类差别标准上对宇宙许多差别方面的察看都间接地表白暗物量的存在。
5.) 什么是暗能量？
宇宙的预期命运（前三个插图）都对应于一个物量和能量配合匹敌初始膨胀率的宇宙。在我们察看到的宇宙中，宇宙加速是由某种暗能量引起的，那是迄今为行无法解释的。若是你的扩张速度继续下降，就像前三种情况一样，你最末能够赶上任何工作。但若是你的宇宙包罗暗能量，情况就差别了。
宇宙的膨胀正在加速。
固然物量（一般和暗中）和辐射因为体积增加而跟着宇宙膨胀而变得不那么密集，但暗能量以及膨胀期间的场能是空间自己固有的一种能量形式。跟着在膨胀的宇宙中产生新的空间，暗能量密度连结稳定。请留意，单个辐射量子并没有被毁坏，而只是被稀释和红移以逐步降低能量，跟着空间的膨胀延伸到更长的波长和更低的能量。
它的特征表白恒定的正空间能量密度。
宇宙遥远的命运供给了多种可能性，但若是暗能量实的如数据所示那样是一个常数，它将继续沿着红色曲线挪动，招致那里经常描述的持久情景：最末宇宙的热寂。若是暗能量随时间演化，大扯破或大收缩仍然是能够承受的。
要获得前进，必需领会量子实空。
如斯处所示，因为海森堡的不确定性，粒子-反粒子对凡是会从量子实空中弹出。然而，在足够强的电场存鄙人，那些对能够在相反的标的目的上扯破，招致它们无法从头湮灭并迫使它们成为实在的：以潜在电场的能量为代价。我们不大白为什么空间的零点能量具有它所具有的非零值。
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