În 1900, fizicianul britanic Lord Kelvin a spus: „Nu este nimic nou descoperit în fizică. Tot ce mai rămâne este să faceți măsurători din ce în ce mai precise . Cu toate acestea, începând cu 1900, peste trei decenii, oamenii de știință au dezvoltat mecanica cuantică, care s-a dovedit a fi incompatibilă cu relativitatea generală, ceea ce a dat naștere uneia dintre cele mai profunde contradicții în fizică.
Astăzi, niciun om de știință nu ar îndrăzni să susțină că cunoștințele noastre fizice despre univers sunt aproape de finalizare. Dimpotrivă, cu fiecare nouă descoperire se pare că există doar mai multe probleme nerezolvate. Naked Science prezintă o selecție a celor mai mari mistere nesoluționate din fizică.
Ce este energia întunecată?
Universul continuă să se extindă din ce în ce mai repede, în ciuda faptului că forța principală care acționează în el - forța atracției sau gravitația - este contracarată. Având în vedere acest lucru, astrofizicienii au sugerat că există un agent invizibil care contracarează această gravitate. Ei o numesc energie întunecată. În înțelegerea general acceptată, energia întunecată este o „constantă cosmologică”, o proprietate inalienabilă a spațiului în sine, care are „presiune negativă”. Cu cât se extinde mai mult spațiu, cu atât este creat mai mult spațiu și, odată cu el, energie întunecată. Pe baza ratelor de creștere observate ale Universului, oamenii de știință au ajuns la concluzia că energia întunecată trebuie să reprezinte cel puțin 70% din conținutul total al Universului. Dar încă nu este clar ce este și unde să o cauți.
Foto: livescience.com
Video promotional:
Ce este materia întunecată?
Evident, aproximativ 84% din materia din univers nu absoarbe și nu emite lumină. Materia întunecată nu poate fi văzută în mod direct. Existența și proprietățile sale sunt fixate datorită efectului său gravitațional asupra materiei vizibile, radiațiilor și modificărilor din structura Universului. Această substanță întunecată pătrunde la periferia Galaxiei și constă în „particule masive slab interacționate”. Până acum, niciunul dintre detectori nu a putut detecta aceste particule.
Foto: livescience.com
De ce există „săgeata timpului”? Timpul avansează. Această concluzie poate fi trasă pe baza unei proprietăți a universului numită „entropie”, care este definită ca nivelul de tulburare în creștere. Nu există nicio modalitate de a inversa creșterea entropiei după ce s-a întâmplat deja. „Săgeata timpului” este un concept care descrie timpul ca o linie dreaptă de la trecut la viitor. "În toate procesele există o direcție dedicată în care procesele merg de la sine de la o stare mai ordonată la una mai puțin ordonată." Dar întrebarea principală este aceasta: de ce a fost entropia la un nivel scăzut la momentul nașterii Universului, când un spațiu relativ mic a fost umplut cu energie colosală?
Foto: livescience.com
Există universuri paralele?
Dovezile astrofizice sugerează că continuul spațiu-timp poate fi „plat” și nu curbat, ceea ce înseamnă că continuă la nesfârșit. Dacă da, atunci universul nostru este doar unul dintre multiversul infinit de mare. Conform calculelor efectuate în 2009 de către fizicienii Andrei Linde și Vitaly Vanchurin, după Big Bang, s-au format universuri zece la a zecea putere la a zecea putere la a șaptea putere (10 ^ 10 ^ 10 ^ 7). Lot. Multe. Dacă există universuri paralele, cum am putea detecta prezența lor?
Foto: livescience.com
De ce există mult mai multă materie decât antimateria?
De fapt, întrebarea nu este de ce există mai multă substanță decât antimateria încărcată opus, ci de ce există ceva deloc. Unii oameni de știință speculează că, după Big Bang, materia și antimateria au fost simetrice. Dacă ar fi așa, lumea pe care o vedem ar fi imediat distrusă - electronii ar reacționa cu anti-electroni, protoni - cu anti-protoni și așa mai departe, lăsând în urmă doar un număr imens de fotoni „goi”. Cu toate acestea, din anumite motive, există mult mai multă materie decât antimateria, ceea ce ne permite să existăm cu toții. Nu există o explicație general acceptată pentru acest lucru.
Foto: livescience.com
Cum se măsoară prăbușirea funcțiilor de unde cuantice?
În domeniul ciudat al fotonilor, electronilor și al altor particule elementare, mecanica cuantică este o lege. Particulele nu se comportă ca niște bile minuscule, ele acționează ca valuri care călătoresc pe zone imense. Fiecare particulă este descrisă printr-o funcție de undă, care indică locația sa posibilă, viteza și alte proprietăți. De fapt, o particulă are o gamă de valori pentru toate proprietățile până când a fost măsurată experimental. În momentul detectării, funcția sa de undă „se prăbușește”. Dar cum și de ce măsurile de particule din realitatea pe care o percepem se prăbușesc pentru funcția lor de undă? Problema problemei de măsurare poate părea ezoterică, dar trebuie totuși să ne apropiem mai mult de a înțelege care este realitatea noastră și dacă există deloc.
Foto: livescience.com
