物理学の未解決問題 （ぶつりがくのみかいけつもんだい）では、物理学 における未解決問題 を挙げる。 物理学の基礎レベルにおいても、また日常みられる複雑な現象においても、未解明の現象は多数存在し、以下に挙げたものはその少数の例にすぎない。
われわれが暮らす自然 の振る舞いを理論 として、何らかの形式にもとづいて説明することを試みる物理学において、未解決問題の多くはこれら2つの領域の関係として2種類に大別することができる。 ひとつは自然の側から理論へと問いかけるものであり、自然が示す現象 や観察 結果を既存の理論が未だ説明できない場合である。 他方は、理論が自然へと問うものであり、ある提案されている理論やそれが予測 する新たな現象を検証したりより深く調査するための実験 を行うことが、現在のところ非常に困難な場合である。 物理学を含め科学の歴史は、基本的にこれら2種類の問いを解決するという営みが両輪となって発展してきた。
ただし、こうした分類も万能なものとはなりえず、問いはしばしば他の学問分野における問いとも関連する。 例えば、統計力学 と熱力学 との関係を問う問題は、記述のレベルの異なる2つの既存の理論が一方から他方を完全には説明しきれていない問題であり、普通問題はエルゴード理論 として数学 的問いに集約されると考えられている。 一方、量子論 と相対性理論 は量子重力 という新たな理論によって統合されるべきだと考えられている。 また問いには、常温核融合 やオーロラ の音のように、理論的説明の前にその自然現象そのものの存在に対して意見が分かれるものもある。 さらに広くは、理論に疑問はなくとも、その成果としての工学 的装置の実現可能性に関する問いも物理学の未解決問題の一つとして挙げることができる。
主な未解決問題 [ 編集 ]
宇宙の地平線問題 （英語版 ） 宇宙の終焉 ダークマター 量子重力理論 ブラックホール 、ブラックホール情報パラドックス 、ホーキング放射 階層性問題 超新星爆発
理論によって説明されていない未解明の現象 [ 編集 ]
降着円盤 ジェットなぜ、活動銀河 核のような特定の天体の周りにある降着円盤は、両極軸に沿って相対論ジェットを放射するのか？
加速膨張する宇宙
観測されているように、なぜ宇宙の膨張が加速しているのか？ この加速の原因となっているダークエネルギー の性質とは何か？ もしそれが、宇宙定数 によるものであるとするならば、なぜ、その定数はそれほどまでに小さいのにもかかわらず0ではないのだろうか？ なぜ、多くの場の量子論 によって予言されているように、巨大ではないのか？ また、なぜ、未知の対称性によって0ではないのか？ 宇宙の終焉 はいったいどのようなものなのか？
アモルファス 固体流体と通常の固体、ガラス相との間の相転移 の性質とはいったい何か？ ガラスの一般的な特性を生じさせている物理的な過程とは何か？
時間の矢 なぜ空間と違って時間は一方向にしか進まないのか？なぜ過去は低いエントロピー であった宇宙は、過去と未来が区別できるようになり、熱力学第二法則 を持つに至ったのか？
球電 古今東西目撃されている赤熱する浮遊物は現実の現象なのか？ それらをどのように説明するのか？
バリオン 非対称性なぜ宇宙には反物質 よりも圧倒的に多くの物質が存在するのか？
常温核融合 白金 を重水素 に浸すと、明らかに過剰な熱とヘリウム が発生する論理的説明は何か？宇宙定数 なぜ真空 の零点エネルギーによって、大きな宇宙定数 にならないのか？ 何がその値を打ち消しているのか？
電弱対称性の破れ
WボソンとZボソンに質量を与えている、電弱ゲージ対称性の破れを引き起こしているメカニズムとはなにか？ それは単純な標準模型 におけるヒッグス機構 なのか？
基礎物理定数 なぜ我々はこれらの値のみを選び、観測するのか？
銀河の回転曲線問題 なぜ銀河の外縁部は内縁部と同じ速度で旋回しているのか？ ありうる説明として、暗黒物質 と修正ニュートン力学 が提案されているが、そのうちの片方が真実なのか、それとも両方なのか？
ガンマ線バースト この膨大なエネルギーを放つ天体の性質は何か？
高エネルギー宇宙線
なぜ、宇宙線のうちのいくつかは「神の素粒子」と呼ばれるほどの非常に高いエネルギーをもっているのか？ 地球近辺には十分にエネルギーのある宇宙線源がないにもかかわらず、なぜそれほどのエネルギーを持っているのか？ 遠くの線源から放射される宇宙線のうちのいくつかが明らかにGZKカットオフ以上のエネルギーを持っているのはなぜか？
高温超伝導体 なぜ特定の材料は約50Kより非常に高い温度で、超伝導 を示すのか？
ニュートリノ質量 ニュートリノに質量を与える仕組みはいったい何か？ ニュートリノはそれ自身の反粒子 でもあるのか？
地球フライバイ・アノマリー 地球に双曲線 軌道で接近したいくつかの太陽系探査機にみられる、計算と一致しない小さな速度変化の原因は何か？[1]
天文単位の永年増加 天文単位系では惑星の動きが力学法則に従っているのに、レーダー観測では惑星は遠ざかっているというデータが得られており、メートルに対して天文単位が増加しているようにみえる。 この現象はどう説明するのか？[1]
月 の離心率 の増大月は潮汐摩擦 によってゆっくり遠ざかっているが、同時に軌道が少しずつひしゃげていることがレーザー観測から判明している。 力学的モデルとは一致しないこの離心率のわずかな拡大の原因は何か？[1]
乱流 乱流（特にその内部構造）の振る舞いを記述する理論上のモデルを構築することは可能か？
太陽物理学 なぜ、太陽のコロナ は太陽表面よりも遥かに熱いのか？
エルゴード理論 の証明集合平均と時間平均は一致するのか？
非対称性の起源
宇宙において、非対称の起源となっているものは何か？
流星 の音、オーロラの音 流星と同時に聴こえるとされる音は実在のものだろうか？[2] 電磁波音 のような理論は、それを説明するものとなるだろうか？ また、同じく古くから伝えられているオーロラの音は本当に存在するのだろうか？[3]
自然において確認されていない問い・予測 [ 編集 ]
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（2016年2月 ）
アクシオン Peccei-Quinn理論（もしくは機構）は強いCP問題の解となるのか？ 予測されたアクシオンの特性は何か？
宇宙のインフレーション 理論は正しいのか？ もしそうならば、インフレーションが発生した時の詳細はどのようなものか？ それを引き起こす仮のインフレーション場とは何か？
余分な次元
自然には4つ以上の次元が存在するのか？
超光速 光より速く進むことは可能か？
磁気単極子 磁荷 を持つ素粒子 は存在するのか？ もしそうならば、どうしてそれらを検出するのが困難なのか？陽子崩壊 標準模型 以降の多くの理論は陽子崩壊 を予言している。陽子は崩壊するのだろうか？ もしそうならば、その半減期 はどのくらいか？非摂動的領域における量子色力学 （QCD）
QCDの方程式は原子核レベルのエネルギースケールでは未解決である。QCDは原子核および核構成の物理学をどのように作り上げていくのか？
量子重力
どのようにすれば、量子力学 は一般相対性理論 と統合されて「万物の理論 」と呼ばれる理論が構築できるのか？ 弦理論 は量子重力理論 への道の途上なのだろうか、それとも袋小路の理論なのだろうか？ プランクスケール での物理的現象について実験と一致する結果を導き出す方法があるのだろうか？
対応原理 を適用した量子力学 量子力学 の好ましい解釈はあるのか？ 状態の重ね合わせ と波動関数 の崩壊のような要素を含む現実の量子の振る舞いの記述は、我々が見ている現実をどのようにして引き起こすのか？標準模型 におけるヒッグス機構 標準模型 におけるヒッグス粒子 は存在するのか？超対称性 超対称性 は本当に実現されている対称性なのか？ もしそうならば、超対称性はどのような機構で破れるのか？テクニカラー 電弱対称性を破る機構は、強結合ダイナミクスなのか？
工学的課題 [ 編集 ]
核融合エネルギー
核融合 によってエネルギーを得る、実用的な核反応炉を建設することは可能か？量子コンピュータ 量子ビット を用いて計算を行う実用的なコンピュータは開発可能か？
近年解決された問題 [ 編集 ]
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（2016年2月 ）
関連項目 [ 編集 ] 出典・注釈 [ 編集 ]
^ a b c Anderson, John D. and Michael Martin Nieto (2010). “Astrometric Solar-System Anomalies”. In Klioner, Sergei A., P. Kenneth Seidelmann, and Michael H. Soffel (eds.). Relativity in Fundamental Astronomy (IAU S261): Dynamics, Reference Frames, and Data . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-76481-0 0907.2469 ).
^ 司馬康生. “流星に伴って聞こえる音 ”. 流星物理教室 . 2010年11月12日 閲覧。 ^ Vaivads, Andris. “Auroral Sounds ”. 2010年11月12日 閲覧。
外部リンク [ 編集 ] 
