萬有引力的產生
很久以前，人們就發現了宇宙中一種神秘的力量，它拖拽著物質構成天體，它凝聚天體構成銀河係……宇宙中這種力量無處不在，但是人們卻無法捕捉他們，更無法解釋他們。它們是如何產生的？又是如何對物體產生作用的？到目前為止仍然是一個未解之謎。
宇宙間的引力
在宇宙的最最深處，萬有引力拖曳著物質組成星係、恒星和黑洞等天體。盡管萬有引力幾乎無處不在，但事實上萬有引力的確是宇宙中所有力中最微弱的作用力之一。這種作用力的微弱特性同樣造就了萬有引力的神秘感，科學家們難以在實驗室環境下準確地測量萬有引力的數值和作用過程，而對天體來說這種作用力的表現則十分顯著。在實驗室條件下，兩個同極質子之間產生的互斥作用力比它們之間的萬有引力要大得太多了——大約有10的36次方倍，這個數字寫出來就是在1後麵加上36個0，相比之下萬有引力實在是太微不足道了。愛因斯坦的相對論隻在宏觀尺度上解釋了萬有引力，但是在微觀尺度上就不行了，現代物理學家希望把萬有引力引入“皇冠鑽石”理論體係——該體係旨在解釋自然界三種基本作用力，但是直到目前為止一項都沒有解釋成功。美國伊利諾伊州佛米實驗室的理論物理學家馬克·傑克遜說：“在經典物理的體係中，地心引力完全不同於其他的力，當你對很小質量的物體進行萬有引力計算時會發現，原來的數學公式完全不管用，經典物理體係無法解釋地心引力。”看不見的“引力子”雖然計算結果完全不對，科學家們還是發現了形成地心引力的玄機，這個看不見的引力小家夥叫做引力子，異常微小並且沒有質量，但是它們可以形成微小的引力場。每個微小的引力子都對宇宙中的物質產生一個微小的作用，其作用過程和光速一樣快。但是引力子在宇宙中分布如此廣泛，為什麼物理學家們一直不能發現它們呢？美國芝加哥大學的天文學家邁克爾·特納說：“因為目前的技術還難以對沒有質量的微小粒子進行測量，引力子的作用力十分微小，這使得科學家們更加難以發現其存在。”但是特納博士對人類無法測量引力子的事實並不感到悲觀沮喪，他認為引力子可能存在於其他一些微小粒子之內，那麼人類有可能通過這些介質粒子間接地獲得引力子。而這一切的實現都需要依靠技術進步。目前科學家希望首先找到玻色子，這是引力子的一個遠房親戚，也在宇宙中廣泛存在，找到玻色子對人類發現引力子可能具有極其重要的意義。利用回旋加速器找微小粒子發現某些微觀粒子的過程有一點像時間旅行，科學家們使用回旋加速器等大型設備驅動微粒子以光速對撞，從而產生新的微粒子。而這一過程幾乎模擬了宇宙誕生時所發生的一切。在宇宙誕生初期，由於各種粒子都處於一種高能狀態，質子和中子也都是在那個時期形成的。佛米實驗室的一萬億伏電子加速器的直徑大約有4英裏（約合6.3公裏），而新的大型電子對撞加速器的直徑達到了17英裏（約合27公裏），該設備建造在法國和瑞士交界處，在幾年之內就可以完工。科學家們認為這一設備有望幫助人類發現西格斯介子等微觀粒子，而這些粒子正是幫助我們揭開地心引力作用原理的關鍵所在。威斯康星大學的理論引力學家夏威爾·西門子說：“目前來說這項研究仍停留在幻想階段，這有點像科幻小說裏的故事。但是如果我們發現了引力子，一切問題就迎刃而解了，隻是我們目前最大的問題是——我們還不知道用什麼方法才能發現它們。”
神秘莫測的中微子
中微子是當前粒子物理、天體物理、宇宙學、地球物理的交叉前沿學科，本身性質也有大量謎團尚未解開。首先它的質量尚未直接測到，大小未知；其次，它的反粒子是它自己還是另外一種粒子；第三，中微子振蕩還有兩個參數未測到，而這兩個參數很可能與宇宙中反物質缺失之謎有關；第四，它有沒有磁矩；等等。因此，中微子成了粒子物理、天體物理、宇宙學、地球物理的交叉與熱點學科。