Forskere over hele verden jobber aktivt med problemene med astrofysikk, og oppdager nye data om verdensrommet hver dag. Noen spørsmål om universets fysikk er likevel fortsatt et mysterium som skal løses. Forskere jobber med dusinvis av romfysikkproblemer ved hjelp av topp moderne utstyr. Men for øyeblikket er det en liste over ti mørke hemmeligheter i universet som forskere fortsatt må tyde og muligens endre verdensbildet.
1. Mørk materie
På 30-tallet av forrige århundre kom astronomen Fritz Zwicky fra Sveits, under sin forskning, til den konklusjonen at massen av en galakseklynge er større enn det som observeres i dem med teleskoper. Disse observasjonene indikerte at det var noe usynlig i rommet, men med en viss masse. Det ukjente stoffet ble kalt "mørk materie".
Forskere har funnet ut at dette stoffet er en fjerdedel av all materie i universet. Fram til nå jobber forskere med å fikse samspillet mellom partikler av "nær materie". Det mest utrolige er å fange dette fenomenet i laboratoriet. Eksperimenter av denne typen utføres i en dyp gruve, da det er nødvendig å redusere interferensen på grunn av kosmiske stråler.
"Mørk materie" har en slik egenskap som gjensidig ødeleggelse, noe som resulterer i dannelse av gammastråling og frigjøring av par antipartikler og "normale" partikler. Astrofysikere prøver å fange gammasignaler, som er spor etter mørk materie, og bruker rom og jordbaserte enheter.
Kampanjevideo:
2. Stadiet av inflasjon i universet
I følge standardhypotesen begynte universet med inflasjon. På begynnelsen begynte den å ekspandere i høy hastighet, siden den ble påvirket av et bestemt fysisk felt. Men noen astrofysikere har konkludert med at et slikt stadium ikke eksisterte. I følge deres teori utvidet universet seg i samme hastighet som i dag.
3. Mørk energi
Forskere har funnet ut at den akselererte utvidelsen av universet er assosiert med "mørk energi", som utgjør omtrent 70% av tettheten til dette stoffet. Samtidig kan ikke fysikere gi en klar definisjon av hva det er og hvilke egenskaper denne energien har.
Den eneste måten å studere "mørk energi" er å studere detaljene i universets evolusjon i forskjellige epoker av dets eksistens. I følge en teori ble inflasjonen etterfulgt av en periode med langsom ekspansjon som varte i ca 5-7 milliarder år. Retardasjon ble fulgt av akselerasjon, som kan observeres selv i dag. Lovene som regulerer handlingen med "mørk energi" er fortsatt et åpent spørsmål.
4. Sortenes hull
De fleste forskere er enige om at det finnes sorte hull. Imidlertid er deres tilstedeværelse i universet bare bekreftet av indirekte eksperimenter, siden det er umulig å observere dem. Faktum er at sorte hull ikke har en overflate i betydningen av ordet vi er vant til. Begrensningen av grensene deres kalles begivenhetshorisonten, og det som er utenfor den er ukjent. Verken stråling eller materie kan unnslippe fra innsiden av det svarte hullet. Astrofysikere jobber for å bevise eksistensen av denne horisonten.
5. Egenskapene til de første stjernene og galaksene
Vitenskapen vet hva som skjedde 300 tusen år etter Big Bang, men universets historie er blitt studert ujevnt. Hundrevis av millioner av år etter denne hendelsen vokser galakser gradvis, men hvilke prosesser som gikk foran dette er helt uforståelig.
Forskere må håndtere problemene med fødselen av de første stjernene, hvoretter de vil være i stand til å avsløre hemmeligheten bak dannelsen av supermassive sorte hull.
6. Hvor kommer kosmiske stråler med ultrahøy energi fra?
Naturen besitter visse mekanismer som partikler kan akselerere til høy energi. Hvert år flyr en partikkel med en energi som er hundre millioner ganger større enn energien til partikler i Large Hadron Collider fra rommet til jorden, til et område på størrelse med en storby.
Forskere har lykkes med å bevise at disse partiklene kommer fra områder av universet som ligger utenfor vår galakse. For øyeblikket vet ikke vitenskapen hvilke objekter som er deres kilder, men det er mulig at disse er aktive galaktiske kjerner.
7. Hva er inne i nøytronstjerner?
Inne i nøytronstjerner er den tetteste materien i universet. Takket være tyngdekraften trekker stjernekjernen seg sammen etter en supernovaeksplosjon til den blir en ball med en størrelse på 20 kilometer i diameter og solens masse. Tettheten til dette objektet er lik tettheten til atomkjernen.
Forskere under laboratorieforhold kan ikke oppnå en slik tilstand. Det var mulig å fastslå at ballen eksisterer i form av nøytroner, som kan "overleve" ved en slik temperatur og tetthet. Derfor ble disse stjernene kalt nøytronstjerner.
8. Hvordan eksploderer supernovaer?
Kjernene til store stjerner, etter å ha oppbrukt reservene av termonukleært drivstoff, begynner å trekke seg raskt sammen. Eksistensen av stjerner, som er omtrent ti ganger tyngre enn solen, ender i en eksplosjon. Etter det mister de perifere områdene forbindelsen til sentrum og beveger seg bort fra det. I løpet av dette frigjøres enorm energi, som minner om en enorm blits. Astrofysikere kaller dette fenomenet en supernova og vil forstå mer detaljert virkningsmekanismen til denne katastrofen.
9. "Pioneer anomali"
Før satellitter ble lansert, beregnet forskerne grundig banene og hastighetene til objekter, med tanke på gravitasjonseffektene og særegenheter i verdensrommet. Noen satellitter oppfører seg imidlertid ganske underlig. For eksempel bremser det amerikanske romfartøyet Pioneer 11 og Pioneer 10, som fløy utenfor solsystemet, mer enn forskere beregnet. Tvister om dette fenomenet har pågått blant astrofysikere i mange år. Noen forskere er overbevist om at de ikke tok hensyn til den termiske strålingen fra selve satellitten.
10. Hvor mange jordiske planeter er det?
Astrofysikere har gått langt med å studere eksoplaneter i bane rundt andre stjerner. I nær fremtid vil forskere fokusere på å finne jordiske planeter med en oksygenatmosfære og flytende vann.
Irina Dobrova
