Oamenii de știință din întreaga lume lucrează activ la problemele astrofizicii, descoperind în fiecare zi date noi despre spațiu. Cu toate acestea, unele întrebări despre fizica Universului rămân un mister de rezolvat. Oamenii de știință lucrează la zeci de probleme de fizică spațială folosind echipamente de ultimă generație. Dar în acest moment există o listă cu 10 secrete întunecate ale Universului pe care oamenii de știință trebuie să le descifreze și, eventual, să schimbe imaginea lumii.
1. Materie întunecată
În anii 1930, astronomul Fritz Zwicky din Elveția, în timpul cercetărilor sale, a ajuns la concluzia că masa unui grup de galaxii este mai mare decât ceea ce se observă în ele cu telescoapele. Aceste observații au indicat că există ceva invizibil în spațiu, dar cu o anumită masă. Substanța necunoscută a fost numită „materie întunecată”.
Oamenii de știință au descoperit că această substanță este un sfert din toată materia din univers. Până acum, cercetătorii lucrează pentru a remedia interacțiunea particulelor de „materie apropiată”. Cel mai incredibil lucru este să prinzi acest fenomen în condiții de laborator. Experimente de acest fel se desfășoară într-o mină adâncă, deoarece este necesar să se reducă interferența de la razele cosmice.
„Materia întunecată” are o proprietate precum distrugerea reciprocă, rezultând în formarea radiațiilor gamma și eliberarea de perechi de antiparticule și particule „normale”. Astrofizicienii, folosind spațiu și dispozitive terestre, încearcă să detecteze semnale gamma, care sunt urme de materie întunecată.
Video promotional:
2. Etapa de inflație a Universului
Conform ipotezei standard, universul a început cu inflația. În momentul înființării sale, a început să se extindă la o viteză mare, deoarece a fost afectat de un anumit câmp fizic. Dar unii astrofizicieni au ajuns la concluzia că o astfel de etapă nu exista. Potrivit teoriei lor, universul se extindea în același ritm ca acum.
3. Energia întunecată
Oamenii de știință au descoperit că expansiunea accelerată a Universului este asociată cu „energia întunecată”, care reprezintă aproximativ 70% din densitatea acestei substanțe. În același timp, fizicienii nu pot da o definiție clară a ceea ce este și ce proprietăți are această energie.
Singura modalitate de a studia „energia întunecată” este de a studia detaliile evoluției Universului în diferite epoci ale existenței sale. Conform unei teorii, inflația a fost urmată de o perioadă de expansiune lentă care a durat aproximativ 5-7 miliarde de ani. Decelerarea a fost urmată de accelerație, care poate fi observată și astăzi. Legile care guvernează acțiunea „energiei întunecate” rămân o întrebare deschisă.
4. Natura găurilor negre
Majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că există găuri negre. Cu toate acestea, prezența lor în Univers este confirmată doar de experimente indirecte, deoarece este imposibil să le observăm. Faptul este că găurile negre nu au suprafață în sensul cuvântului cu care suntem obișnuiți. Limitarea limitelor lor se numește orizontul evenimentelor și ceea ce este dincolo de el este necunoscut. Nici radiația, nici materia nu pot scăpa din interiorul găurii negre. Astrofizicienii lucrează pentru a demonstra existența acestui orizont.
5. Proprietățile primelor stele și galaxii
Știința știe ce s-a întâmplat la 300 de mii de ani după Big Bang, dar istoria Universului a fost studiată inegal. La sute de milioane de ani după acest eveniment, galaxiile cresc treptat, dar ce procese au precedat acest lucru este complet de neînțeles.
Oamenii de știință vor trebui să se ocupe de problemele nașterii primelor stele, după care vor putea dezvălui secretul formării găurilor negre supermasive.
6. De unde provin razele cosmice cu energie ultra-mare?
Natura posedă anumite mecanisme prin care particulele pot fi accelerate la energii mari. În fiecare an, o particulă cu o energie care este de o sută de milioane de ori mai mare decât energia particulelor din Large Hadron Collider zboară din spațiu pe Pământ, într-o zonă care seamănă cu un oraș mare.
Oamenii de știință au reușit să demonstreze că aceste particule sosesc din regiunile Universului care se află în afara galaxiei noastre. În prezent, știința nu știe ce obiecte sunt sursele lor, dar este posibil ca acestea să fie nuclee galactice active.
7. Ce este în interiorul stelelor cu neutroni?
În interiorul stelelor cu neutroni este cea mai densă materie din univers. Datorită gravitației, după o explozie de supernovă, miezul stelar se contractă până devine o minge, a cărei dimensiune are 20 de kilometri în diametru și masa Soarelui. Densitatea acestui obiect este egală cu densitatea nucleului atomic.
Oamenii de știință din laborator nu pot atinge această stare a materiei. S-a putut stabili că bila există sub formă de neutroni, care pot „supraviețui” la o astfel de temperatură și densitate. De aceea aceste stele au fost numite stele cu neutroni.
8. Cum explodează supernovele?
Miezul stelelor mari, după epuizarea rezervelor de combustibil termonuclear, începe să se contracte rapid. Existența stelelor, care sunt de aproximativ 10 ori mai grele decât Soarele, se termină printr-o explozie. După aceea, regiunile periferice își pierd legătura cu centrul și se îndepărtează de acesta. În timpul acesta, se eliberează o energie extraordinară, care amintește de un fulger colosal. Astrofizicienii numesc acest fenomen supernova și vor să înțeleagă mai detaliat mecanismul de acțiune al acestui cataclism.
9. „Anomalie pionieră”
Înainte de lansarea sateliților, oamenii de știință calculează temeinic traiectoriile și viteza obiectelor, ținând cont de efectele gravitaționale și de ciudățenii spațiului cosmic. Cu toate acestea, unii sateliți se comportă destul de ciudat. De exemplu, navele spațiale americane Pioneer 11 și Pioneer 10, care au zburat în afara sistemului solar, încetinesc mai mult decât au calculat oamenii de știință. Disputele despre acest fenomen au loc între astrofizicieni de mulți ani. Unii cercetători sunt convinși că nu au ținut cont de radiația termică a satelitului însuși.
10. Câte planete terestre există?
Astrofizicienii au parcurs un drum lung în studierea exoplanetelor care orbitează alte stele. În viitorul apropiat, oamenii de știință se vor concentra pe găsirea planetelor terestre cu atmosferă de oxigen și apă lichidă.
Irina Dobrova
