Учени от цял свят активно работят по проблемите на астрофизиката, откривайки всеки ден нови данни за космоса. Въпреки това, някои въпроси от физиката на Вселената все още остават загадка, която трябва да бъде решена. Учените работят по десетки космически физически проблеми, използвайки най-съвременно оборудване. Но в момента има списък с 10 тъмни тайни на Вселената, които учените все още трябва да разгадаят и евентуално да променят картината на света.
1. Тъмната материя
През 30-те години астрономът Фриц Цвики от Швейцария, по време на своите изследвания, стигна до заключението, че масата на куп галактики е по-голяма от това, което се наблюдава в тях с телескопи. Тези наблюдения показват, че в космоса има нещо невидимо, но с определена маса. Неизвестното вещество се наричало "тъмна материя".
Учените са открили, че това вещество е една четвърт от цялата материя във Вселената. Досега изследователите работят за фиксиране на взаимодействието на частици от „близка материя“. Най-невероятното е да уловите това явление в лабораторни условия. Експерименти от този вид се извършват в дълбока мина, тъй като е необходимо да се намали намесата от космическите лъчи.
"Тъмната материя" има такова свойство като взаимно разрушаване, което води до образуването на гама-лъчение и освобождаването на двойки античастици и "нормални" частици. Астрофизиците, използвайки космически и наземни устройства, се опитват да уловят гама сигнали, които са следи от тъмна материя.
Промоционално видео:
2. Етап на инфлация на Вселената
Според стандартната хипотеза Вселената е започнала с инфлация. По време на своето създаване той започва да се разширява с висока скорост, тъй като е бил засегнат от определено физическо поле. Но някои астрофизици стигнаха до извода, че такъв етап не съществува. Според тяхната теория Вселената се разширява със същата скорост, както в момента.
3. Тъмната енергия
Учените са установили, че ускореното разширяване на Вселената е свързано с "тъмната енергия", която съставлява около 70% от плътността на това вещество. В същото време физиците не могат да дадат ясна дефиниция за това какво представлява и какви свойства има тази енергия.
Единственият начин да се изследва „тъмната енергия“е да се изследват детайлите на еволюцията на Вселената в различни епохи от нейното съществуване. Според една теория инфлацията е последвана от период на бавна експанзия, който е продължил около 5-7 милиарда години. Забавянето беше последвано от ускорение, което може да се наблюдава и днес. Законите, регулиращи действието на „тъмната енергия“, остават открит въпрос.
4. Природата на черните дупки
Повечето учени са съгласни, че съществуват черни дупки. Присъствието им във Вселената обаче се потвърждава само от косвени експерименти, тъй като е невъзможно да се наблюдават. Факт е, че черните дупки нямат повърхност в смисъла на думата, в която сме свикнали. Ограничението на техните граници се нарича хоризонт на събитията и какво е отвъд него е неизвестно. Нито лъчението, нито материята могат да избягат от вътрешността на черната дупка. Астрофизиците работят, за да докажат съществуването на този хоризонт.
5. Свойства на първите звезди и галактики
Науката знае какво се е случило 300 хиляди години след Големия взрив, но историята на Вселената е изучавана неравномерно. Стотици милиони години след това събитие, галактиките постепенно се разрастват, но какви процеси са предшествали това е напълно неразбираемо.
Учените ще трябва да се справят с въпросите за раждането на първите звезди, след което ще могат да разкрият тайната на образуването на свръхмасивни черни дупки.
6. Откъде идват космическите лъчи с ултрависока енергия?
Природата притежава определени механизми, чрез които частиците могат да се ускорят до високи енергии. Всяка година частица с енергия, която е сто милиона пъти по-голяма от енергията на частиците в Големия адронен колайдер, прелита от космоса на Земята, до район, наподобяващ голям град.
Учените са успели да докажат, че тези частици идват от региони на Вселената, които се намират извън нашата галактика. В момента науката не знае кои обекти са техните източници, но е възможно това да са активни галактически ядра.
7. Какво има вътре в неутронните звезди?
Вътре в неутронните звезди е най-плътната материя във Вселената. Благодарение на гравитацията, след експлозия на свръхнова звездното ядро се свива, докато се превърне в топка, чийто размер е 20 километра в диаметър и масата на Слънцето. Плътността на този обект е равна на плътността на атомното ядро.
Учените в лабораторни условия не могат да постигнат такова състояние на материята. Беше възможно да се установи, че топката съществува под формата на неутрони, които могат да „оцелеят“при такава температура и плътност. Ето защо тези звезди бяха наречени неутронни звезди.
8. Как експлодират свръхновите?
Ядрата на големите звезди, след изчерпване на запасите от термоядрено гориво, започват бързо да се свиват. Съществуването на звезди, които са около 10 пъти по-тежки от Слънцето, завършва с експлозия. След това периферните региони губят връзката си с центъра и се отдалечават от него. По време на това се освобождава огромна енергия, напомняща колосална светкавица. Астрофизиците наричат това явление супернова и искат да разберат по-подробно механизма на действие на този катаклизъм.
9. "Пионерска аномалия"
Преди изстрелването на спътници учените изчисляват задълбочено траекториите и скоростите на обектите, като вземат предвид гравитационните ефекти и странностите на космоса. Някои сателити обаче се държат доста странно. Например американските космически кораби Pioneer 11 и Pioneer 10, които летяха извън Слънчевата система, забавят повече, отколкото изчисляват учените. Споровете за това явление се водят сред астрофизиците от много години. Някои изследователи са убедени, че не са взели предвид топлинното излъчване на самия спътник.
10. Колко земни планети има?
Астрофизиците са изминали дълъг път в изучаването на екзопланети, обикалящи около други звезди. В близко бъдеще учените ще се съсредоточат върху намирането на земни планети с кислородна атмосфера и течна вода.
Ирина Доброва
