Zinātnieki visā pasaulē aktīvi strādā pie astrofizikas problēmām, katru dienu atklājot jaunus datus par kosmosu. Tomēr daži Visuma fizikas jautājumi joprojām ir noslēpums, kas jāatrisina. Zinātnieki strādā ar desmitiem kosmosa fizikas problēmu, izmantojot vismodernāko aprīkojumu. Bet šobrīd ir saraksts ar 10 Visuma tumšajiem noslēpumiem, kuri zinātniekiem vēl ir jāatšifrē un, iespējams, jāmaina pasaules attēls.
1. Tumšā matērija
Pagājušā gadsimta 30. gados astronoms Fritz Cwicky no Šveices savu pētījumu laikā nonāca pie secinājuma, ka galaktiku kopas masa ir lielāka nekā tajās novērotā ar teleskopiem. Šie novērojumi liecināja, ka kosmosā ir kaut kas neredzams, bet ar noteiktu masu. Nezināmo vielu sauca par "tumšo vielu".
Zinātnieki ir atklājuši, ka šī viela ir ceturtā daļa no visām vielām Visumā. Līdz šim pētnieki strādā, lai noteiktu "tuvās vielas" daļiņu mijiedarbību. Neticamākais ir noķert šo parādību laboratorijā. Šāda veida eksperimenti tiek veikti dziļā raktuvē, jo tas ir nepieciešams, lai samazinātu kosmisko staru radītos traucējumus.
"Tumšajai vielai" piemīt tāda īpašība kā savstarpēja iznīcināšana, kā rezultātā veidojas gamma starojums un izdalās antipartiklu un "normālu" daļiņu pāri. Astrofiziķi, izmantojot kosmosa un zemes ierīces, mēģina uztvert gamma signālus, kas ir tumšās vielas pēdas.
Reklāmas video:
2. Visuma inflācijas pakāpe
Saskaņā ar standarta hipotēzi Visums sākās ar inflāciju. Sākotnēji tā sāka paplašināties lielā ātrumā, jo to ietekmēja noteikts fiziskais lauks. Bet daži astrofiziķi ir secinājuši, ka šāda stadija neeksistēja. Saskaņā ar viņu teoriju Visums paplašinājās tādā pašā ātrumā kā šobrīd.
3. Tumšā enerģija
Zinātnieki ir atklājuši, ka Visuma paātrināta paplašināšanās ir saistīta ar "tumšo enerģiju", kas veido apmēram 70% no šīs vielas blīvuma. Tajā pašā laikā fiziķi nevar skaidri noteikt, kas tas ir un kādas īpašības piemīt šai enerģijai.
Vienīgais veids, kā izpētīt "tumšo enerģiju", ir pētīt Visuma evolūcijas detaļas dažādos tā pastāvēšanas laikmetos. Saskaņā ar vienu teoriju inflācijai sekoja lēnas ekspansijas periods, kas ilga apmēram 5-7 miljardus gadu. Palēninājumam sekoja paātrinājums, kas novērojams arī šodien. Likumi, kas regulē "tumšās enerģijas" darbību, joprojām ir atklāts jautājums.
4. Melno caurumu būtība
Lielākā daļa zinātnieku piekrīt, ka pastāv melnie caurumi. Tomēr viņu klātbūtni Visumā apstiprina tikai netieši eksperimenti, jo tos nav iespējams novērot. Fakts ir tāds, ka melnajiem caurumiem nav virsmas tā vārda nozīmē, kādā mēs esam pieraduši. Viņu robežu ierobežojumu sauc par notikumu horizontu, un kas ir ārpus tā, nav zināms. No melnā cauruma iekšpuses nevar izplūst ne starojums, ne vielas. Astrofiziķi strādā, lai pierādītu šī horizonta esamību.
5. Pirmo zvaigžņu un galaktiku īpašības
Zinātne zina, kas notika 300 tūkstošus gadu pēc Lielā sprādziena, taču Visuma vēsture ir pētīta nevienmērīgi. Simtiem miljonu gadu pēc šī notikuma galaktikas pamazām pieaug, bet kādi procesi pirms tam bija pilnībā nesaprotami.
Zinātniekiem būs jātiek galā ar pirmo zvaigžņu dzimšanas jautājumiem, pēc tam viņi varēs atklāt supermasīvo melno caurumu veidošanās noslēpumu.
6. No kurienes rodas īpaši augstas enerģijas kosmiskie stari?
Dabai ir noteikti mehānismi, ar kuru palīdzību jūs varat paātrināt daļiņas līdz augstām enerģijām. Katru gadu daļiņa ar enerģiju, kas ir simts miljonu reižu lielāka par daļiņu enerģiju Lielajā hadronu sadursmē, lido no kosmosa uz Zemi, uz teritoriju, kas atgādina lielu pilsētu.
Zinātnieki ir spējuši pierādīt, ka šīs daļiņas nāk no Visuma reģioniem, kas atrodas ārpus mūsu galaktikas. Šobrīd zinātne nezina, kuri objekti ir to avoti, taču ir iespējams, ka tie ir aktīvi galaktikas kodoli.
7. Kas atrodas neitronu zvaigžņu iekšpusē?
Neitronu zvaigžņu iekšpusē ir visblīvākā viela Visumā. Pateicoties gravitācijai, pēc supernovas eksplozijas zvaigžņu kodols saraujas, līdz tas kļūst par bumbu, kuras izmērs ir 20 kilometru diametrā, un Saules masu. Šī objekta blīvums ir vienāds ar atoma kodola blīvumu.
Zinātnieki laboratorijas apstākļos nevar sasniegt šādu matērijas stāvokli. Bija iespējams noteikt, ka bumba pastāv neitronu formā, kas var "izdzīvot" šādā temperatūrā un blīvumā. Tāpēc šīs zvaigznes sauca par neitronu zvaigznēm.
8. Kā sprāgst supernovas?
Lielu zvaigžņu kodoli pēc termo kodoldegvielas rezervju izsmelšanas sāk ātri sarauties. Zvaigžņu esamība, kas ir apmēram 10 reizes smagāka par Sauli, beidzas ar eksploziju. Pēc tam perifērijas reģioni zaudē saikni ar centru un attālinās no tā. Tās laikā izdalās milzīga enerģija, kas atgādina kolosālu zibsni. Astrofiziķi šo fenomenu sauc par supernovu un vēlas sīkāk izprast šīs kataklizmas darbības mehānismu.
9. "Pionieru anomālija"
Pirms satelītu palaišanas zinātnieki rūpīgi aprēķina objektu trajektorijas un ātrumu, ņemot vērā gravitācijas efektus un kosmosa dīvainības. Tomēr daži satelīti izturas diezgan dīvaini. Piemēram, amerikāņu kosmosa kuģis Pioneer 11 un Pioneer 10, kas lidoja ārpus Saules sistēmas, palēnina ātrumu, nekā aprēķināja zinātnieki. Strīdi par šo parādību jau daudzus gadus notiek astrofiziķu vidū. Daži pētnieki ir pārliecināti, ka viņi neņēma vērā paša satelīta siltuma starojumu.
10. Cik ir zemes planētu?
Astrofiziķi ir gājuši tālu ceļu, pētot eksoplanētas, kas riņķo ap citām zvaigznēm. Tuvākajā nākotnē zinātnieki pievērsīsies zemes planētu atrašanai ar skābekļa atmosfēru un šķidru ūdeni.
Irina Dobrova