През 1900 г. британският физик лорд Келвин казва: „Няма нищо ново във физиката, което да бъде открито. Остава само да се правят все по-точни измервания. Въпреки това, започвайки през 1900 г., в продължение на три десетилетия, учените разработват квантова механика, която се оказва несъвместима с общата относителност, което породи едно от най-дълбоките противоречия във физиката.
Днес никой учен не би посмял да твърди, че физическото ни познаване на Вселената е към своя край. Напротив, с всяко ново откритие изглежда, че има само още нерешени проблеми. Naked Science представя селекция от най-големите неразрешени мистерии във физиката.
Какво е тъмната енергия?
Вселената продължава да се разширява все по-бързо и по-бързо, независимо от факта, че основната сила, действаща в нея - силата на привличане или гравитацията - се противодейства. Като се има предвид това, астрофизиците предполагат, че има невидим агент, който противодейства на тази гравитация. Наричат го тъмна енергия. В общоприетото разбиране тъмната енергия е "космологична константа", неотменим свойство на самото пространство, което има "отрицателно налягане". Колкото повече пространство се разширява, толкова повече (пространство) се създава и с него тъмна енергия. Въз основа на наблюдаваните темпове на растеж на Вселената, учените стигат до заключението, че тъмната енергия трябва да представлява поне 70% от общото съдържание на Вселената. Но все още не е ясно какво е и къде да го потърсим.
Снимка: lifecience.com
Промоционално видео:
Какво е тъмна материя?
Очевидно около 84% от материята във Вселената не абсорбира и не излъчва светлина. Тъмната материя не може да се види пряко. Неговото съществуване и свойства са фиксирани поради гравитационния му ефект върху видимата материя, радиацията и промените в структурата на Вселената. Това тъмно вещество прониква в покрайнините на Галактиката и се състои от „слабо взаимодействащи масивни частици“. Досега никой от детекторите не успя да открие тези частици.
Снимка: lifecience.com
Защо съществува „стрелката на времето“? Времето се движи напред. Този извод може да се направи въз основа на свойство на Вселената, наречено "ентропия", което се определя като нивото на нарастващо разстройство. Няма начин да се обърне увеличението на ентропията, след като вече се е случило. „Стрелката на времето“е концепция, която описва времето като права линия от миналото към бъдещето. „Във всички процеси има специална посока, в която процесите преминават сами от по-подредено състояние в по-малко подредено.“Но основният въпрос е следният: защо ентропията е била на ниско ниво по време на раждането на Вселената, когато сравнително малко пространство е било изпълнено с колосална енергия?
Снимка: lifecience.com
Има ли паралелни вселени?
Астрофизичните доказателства подсказват, че пространството и времето континуумът може да бъде "плосък", а не извит, което означава, че продължава безкрайно. Ако е така, тогава нашата Вселена е само един от безкрайно големия Мултиверс. Според изчисленията, направени през 2009 г. от физиците Андрей Линде и Виталий Ванчурин, след Големия взрив се образуват десет до десета мощност до десета сила до седма сила (10 ^ 10 ^ 10 ^ 7) вселени. Много. Много. Ако съществуват паралелни вселени, как изобщо да открием тяхното присъствие?
Снимка: lifecience.com
Защо има много повече материя от антиматерията?
Всъщност въпросът не е защо има повече субстанция от противоположно заредена антиматерия, а защо изобщо нещо съществува. Някои учени спекулират, че след Големия взрив материята и антиматерията са били симетрични. Ако това беше така, светът, който виждаме, би бил незабавно унищожен - електроните биха реагирали с антиелектрони, протоните - с анти-протоните и т.н., оставяйки след себе си само огромен брой „голи“фотони. По някаква причина обаче има значително повече материя от антиматерията, което ни позволява всички да съществуваме. Няма общоприето обяснение за това.
Снимка: lifecience.com
Как да се измери сривът на квантовите вълнови функции?
В странната област от фотони, електрони и други елементарни частици квантовата механика е закон. Частиците не се държат като малки топчета, те действат като вълни, които обикалят огромни площи. Всяка частица се описва от вълнова функция, която показва възможното й местоположение, скорост и други свойства. Всъщност една частица има диапазон от стойности за всички свойства, докато не бъде измерена експериментално. В момента на откриването неговата вълнова функция „се срива“. Но как и защо измерванията на частици в реалността, която възприемаме, се сриват за тяхната вълнова функция? Въпросът за проблема с измерването може да изглежда езотеричен, но все пак трябва да се доближим до разбирането каква е нашата реалност и дали тя изобщо съществува.
Снимка: lifecience.com