6 неразгаданных тайн физики

Вселенная полна необъяснимых загадок (Источник изображения: НАСА)

Согласно научным легендам, британский физик лорд Кельвин сказал в 1900 году, что в то время физика больше ничего не открывала и что после этого наука может быть усовершенствована только все более точные измерения. Однако потребовалось несколько десятилетий, чтобы заявление Кельвина было опровергнуто.

В первой половине двадцатого века основы квантовой физики начали строить под такими мощными именами, как Эйнштейн, Планк, Бор и Хайнсенберг. После этого никто не рискнул повторить, что мы уже знаем все о вселенной. И все в большей степени научные достижения открывают новые области, которые необходимо понять.

Хотите тест? Ибо тогда мы пойдем к некоторым загадкам, которые еще не до конца поняты наукой.

1. Темная энергия и наша вселенная

Несмотря на то, что гравитация толкает все в центр нашей вселенной, она продолжает расширяться. Чтобы объяснить это, астрофизики предположили наличие невидимой энергии, которая противостоит силе гравитации.

Эта космологическая постоянная, известная как темная энергия, считается неотъемлемым свойством самого пространства. По мере расширения пространства создается больше пространства и, следовательно, больше темной энергии.

И не только это. Основываясь на наблюдениях за скоростью расширения вселенной, ученые оценивают, что более 70 процентов вселенной состоит из темной энергии. Однако никто не знает, как на самом деле установить наличие этой энергии.

2. Темная материя составляет 84% вселенной

Еще одно любопытство о нашей вселенной: 84% вещества, присутствующего в нашей вселенной, не излучают и даже не поглощают свет. Темная материя, как ее называют, не может быть видна напрямую и еще не может быть обнаружена косвенно. Однако ученые верят в существование этого вещества благодаря гравитационным эффектам, которые воздействуют на излучение и структуру вселенной, а также на видимое вещество.

Темно-синяя материя, кружащая вокруг Млечного Пути (Источник изображения: ESO / L. Sidewalk)

Считается, что этот тип вещества состоит из частиц, известных как WIMP, что в переводе означает «Слабо взаимодействующие массивные частицы». Однако до сих пор ни одна из этих частиц не была обнаружена.

3. Есть ли параллельные вселенные?

Расширение и создание новых вселенных: красный X указывает на конец инфляции (Источник изображения: «Начинается с взрыва»)

И как будто у нас больше не было достаточно проблем здесь, на Земле, ученые придумали концепцию мультивселенной, то есть несколько параллельных вселенных, сосуществующих без контакта друг с другом. Если вы хотите узнать больше об одной из теорий, поддерживающих эту идею, прочитайте статью «Параллельные вселенные: что это за чертовщина?»

4. Почему больше вещества, чем антивещества?

Это один из вопросов, ответ на который далек от ответа. Мы знаем, что когда частица материи встречается со своим аналогом, они исчезают. Однако многие считают, что во время Большого взрыва образовалось такое же количество вещества и антивещества.

Но если бы это действительно произошло, протоны были бы уничтожены антипротонами, нейтроны с антинейтонами и так далее. Вселенная не была бы создана, и вы не будете здесь читать эту статью. Так что есть предположение, что во вселенной гораздо больше материи, чем антивещества. Но если это правда, никто не может объяснить, как или почему все произошло именно так.

5. Судьба вселенной

Вселенная расширяется. Но будет ли этому процессу конец? Ну, есть некоторые ответы на эту возможность, и в основном это зависит от переменной, значение которой неизвестно: измерение плотности вещества и энергии в пространстве. Из этого можно было бы четко определить форму вселенной.

Темная энергия может определить будущее Вселенной (Источник изображения: НАСА)

Вселенная может быть замкнута, как форма сферы, и если такой темной энергии не будет, она в конечном итоге снова начнет сокращаться, в противоположность процессу Большого взрыва, известному как Большой Хруст. Если темная энергия существует, эта сферическая вселенная будет расширяться вечно.

Альтернативно, вселенная может быть изогнутой и открытой, как поверхность седла для верховых лошадей. Если это так, то Вселенная может направиться к двум процессам, известным как Большой Замораживание и Большой Разрыв, то есть, во-первых, ускорение Вселенной в конечном итоге разрушит галактики и звезды, оставляя холодную и оставленную материю. Тогда ускорение вырастет настолько высоко, что может даже превзойти силу, удерживающую элементы атома на месте, полностью уничтожив его.

Хронология нашей вселенной с момента ее создания (Источник изображения: НАСА)

Наконец, вселенная может иметь плоскую структуру, подобную таблице, которая расширяется во всех направлениях. Если темная энергия не существует в этой модели, вселенная будет медленно уменьшать ускорение своего расширения, пока она полностью не остановится. Но если существует темная энергия, все будет разрушено с помощью Большого Разрыва.

6. Измерения уничтожают квантовые волны

Субатомный мир странный. Законы физики разные, и все ведет себя довольно странно по нашим меркам. Начнем с того, что частицы ведут себя не как маленькие сферы, а как волны, которые занимают определенную область. Таким образом, такие свойства, как местоположение и скорость частицы, измеряются в вероятностях, диапазоне значений, который может занимать частица.

Однако неожиданное случается, когда кто-то пытается точно измерить одно из его свойств: частица уже не является волновой функцией, а только, например, только одним местоположением или скоростью. Но как и почему эта волна разбивается, никто не знает.

Источник: Маленькие Тайны Жизни

* Первоначально опубликовано 05/07/2012.