1900. gadā britu fiziķis Lords Kelvins sacīja: “Fizikā nav nekā jauna, ko atklāt. Atliek tikai veikt arvien precīzākus un precīzākus mērījumus. Tomēr, sākot ar 1900. gadu, trīs desmitgažu laikā zinātnieki izstrādāja kvantu mehāniku, kas izrādījās nesaderīga ar vispārējo relativitāti, kas izraisīja vienu no dziļākajām pretrunām fizikā.
Mūsdienās neviens zinātnieks neuzdrošināsies apgalvot, ka mūsu fiziskās zināšanas par Visumu tuvojas beigām. Gluži pretēji, ar katru jaunu atklājumu šķiet, ka ir tikai vairāk neatrisinātu jautājumu. Kailā zinātne piedāvā fizikā lielāko neatrisināto noslēpumu izlasi.
Kas ir tumšā enerģija?
Visums turpina paplašināties ātrāk un ātrāk, neskatoties uz to, ka galvenais pret to darbojošais spēks - pievilkšanās spēks jeb gravitācija - ir pretstatīts. Ņemot to vērā, astrofiziķi ir norādījuši, ka ir kāds neredzams līdzeklis, kas ir pretstatā šim ļoti smagumam. Viņi to sauc par tumšo enerģiju. Vispārpieņemtajā izpratnē tumšā enerģija ir "kosmoloģiskā konstante", pati kosmosa neatņemama īpašība, kurai ir "negatīvs spiediens". Jo vairāk telpas izplešas, jo vairāk tā (telpa) tiek radīta, un līdz ar to arī tumšā enerģija. Balstoties uz novērotajiem Visuma augšanas tempiem, zinātnieki secināja, ka tumšajai enerģijai ir jāsastāda vismaz 70% no visa Visuma satura. Bet joprojām nav skaidrs, kas tas ir un kur to meklēt.
Foto: livescience.com
Reklāmas video:
Kas ir tumšā matērija?
Acīmredzot apmēram 84% Visuma vielas neuzsūc un neizstaro gaismu. Tumšo matēriju nevar tieši redzēt. Tās esamība un īpašības ir fiksētas, pateicoties gravitācijas ietekmei uz redzamo vielu, starojumu un Visuma struktūras izmaiņām. Šī tumšā viela caurstrāvo Galaktikas nomali un sastāv no "vāji mijiedarbojošām masīvām daļiņām". Līdz šim neviens no detektoriem nav spējis atklāt šīs daļiņas.
Foto: livescience.com
Kāpēc pastāv “laika bultiņa”? Laiks virzās uz priekšu. Šo secinājumu var izdarīt, pamatojoties uz Visuma īpašību, ko sauc par "entropiju", kas tiek definēta kā pieaugošo traucējumu līmenis. Pēc tam, kad tas jau ir noticis, entropijas pieaugumu nevar mainīt. “Laika bultiņa” ir jēdziens, kas apraksta laiku kā taisnu līniju no pagātnes uz nākotni. "Visos procesos ir noteikts virziens, kurā procesi paši iet no vairāk sakārtota stāvokļa uz mazāk sakārtotu." Bet galvenais jautājums ir šāds: kāpēc Visuma dzimšanas brīdī, kad salīdzinoši nelielu vietu piepildīja kolosāla enerģija, entropija bija zema?
Foto: livescience.com
Vai pastāv paralēli Visumi?
Astrofiziskie pierādījumi liecina, ka telpas-laika kontinuums var būt "līdzens", nevis izliekts, kas nozīmē, ka tas turpinās bezgalīgi. Ja tā, tad mūsu Visums ir tikai viens no bezgala lielajiem Multiversiem. Saskaņā ar fiziķu Andreja Lindes un Vitālija Vančurina 2009. gadā veiktajiem aprēķiniem pēc Lielā sprādziena izveidojās desmit līdz desmitais spēks līdz desmitajam spēks līdz septītajam spēkam (10 ^ 10 ^ 10 ^ 7) Visumu. Lote. Daudz. Ja pastāv paralēli Visumi, kā mēs kādreiz varētu atklāt viņu klātbūtni?
Foto: livescience.com
Kāpēc matēriju ir daudz vairāk nekā antimatēriju?
Faktiski jautājums nav par to, kāpēc ir vairāk vielas nekā pretēji uzlādēts antimateriāls, bet gan par to, kāpēc vispār kaut kas eksistē. Daži zinātnieki spriež, ka pēc lielā sprādziena matērija un antimateriāls bija simetriski. Ja tas tā būtu, tad pasaule, kuru mēs redzam, tiktu nekavējoties iznīcināta - elektroni reaģētu ar antielektroniem, protoni - ar antiprotoniem utt., Atstājot aiz sevis tikai milzīgu skaitu "kailu" fotonu. Tomēr kaut kādu iemeslu dēļ ir daudz vairāk matēriju nekā antimateriāli, kas ļauj mums visiem pastāvēt. Tam nav vispārpieņemta skaidrojuma.
Foto: livescience.com
Kā izmērīt kvantu viļņu funkciju sabrukumu?
Dīvainā fotonu, elektronu un citu elementāro daļiņu kvantu mehānika ir likums. Daļiņas neuzvedas kā sīkas bumbiņas, tās darbojas kā viļņi, kas šķērso milzīgas teritorijas. Katru daļiņu raksturo viļņa funkcija, kas norāda tās iespējamo atrašanās vietu, ātrumu un citas īpašības. Faktiski daļiņai ir visu vērtību diapazons, līdz tā tika eksperimentāli izmērīta. Atklāšanas brīdī tā viļņa funkcija “sabrūk”. Bet kā un kāpēc daļiņu mērījumi realitātē, kad mēs uztveram sabrukumu, ir viļņu funkcija? Jautājums par mērījumu problēmu var šķist ezotērisks, taču mums joprojām ir jāpieiet tuvāk izpratnei par to, kas ir mūsu realitāte un vai tā vispār pastāv.
Foto: livescience.com