Te-ai uitat vreodata in sus spre cer si te-ai intrebat: „Ce este cu adevarat acolo?” Ei bine, aceasta este sansa ta sa afli. Mergem acolo unde niciun om nu a mai mers inainte, in timp ce incercam sa dezvaluim ghicitorile cosmosului. De la Big Bang la gaurile negre, nu lasam nicio piatra – sau piatra spatiala, se pare – neintorsa.
Impreuna, sa dezvaluim secretele care se afla in tesatura spatiului si timpului. Iata primele 10 mistere nerezolvate ale universului.
10 Materia intunecata si energia intunecata: The Dark Duo
In ciuda faptului ca reprezinta aproximativ 95% din univers, materia intunecata si energia intunecata raman una dintre cele mai mari puzzle-uri din cosmologia moderna.
Materia intunecata reprezinta aproximativ 27% din continutul de masa-energie al universului. Cu toate acestea, nu stim exact ce este sau cum interactioneaza cu materia obisnuita, in afara de efectele sale gravitationale.
Este ca un artist tacut care sculpteaza cosmosul nostru. Nu o putem observa direct, dar ii vedem influenta asupra modului in care galaxiile se rotesc si se aduna.
Efectele gravitationale ale materiei intunecate sunt cel mai usor de observat in regiunile exterioare ale galaxiilor, unde stelele se misca cu viteze care nu sunt posibile decat daca exista mai multa materie decat putem vedea de fapt.
O alta dovada este ca atunci cand lumina din galaxii indepartate trece prin regiuni pline cu materie intunecata, lumina este curbata intr-un fenomen cunoscut sub numele de lentila gravitationala. Privind la Bullet Cluster, puteti vedea acest lucru clar.
Energia intunecata nu este mai putin un mister, reprezentand 68% din continutul de energie in masa al universului. Este forta care pare sa lucreze impotriva gravitatiei la scara cosmica.
In anii 1920, observatiile lui Edwin Hubble au dezvaluit un univers in expansiune, cu galaxiile care se indeparteaza unele de altele. In 1998, studiile au aratat ca aceasta expansiune nu incetineste asa cum era de asteptat; in schimb, se accelera. Energia intunecata a fost numele fortei care provoaca aceasta acceleratie.
9 Marele atractor si soarta Caii Lactee
Marele Atractor este o anomalie cosmica intriganta care se ascunde in „Zona de evitare”, care este un mod elegant de a spune sectiunea din univers a norii galaxiei noastre. Este o zona din spatiu care exercita o atractie gravitationala atat de puternica incat trage galaxiile, inclusiv a noastra, spre sine.
Marele Atractor este situat la aproximativ 220 de milioane de ani lumina distanta, in vecinatatea SuperClusterului Norma, un cartier cosmic mult mai dens si mai populat decat al nostru.
Intrebarea evidenta este cand va fi distrusa galaxia noastra de Marele Atractor?
Raspunsul este niciodata. Calea Lactee este trasa inapoi de Marele Atractor. Cu toate acestea, in acelasi timp, energia intunecata impinge in mod constant galaxiile, ceea ce inseamna ca nu ne vom ciocni niciodata de anomalia cosmica.
Ceea ce este mai probabil este ca Marele Atractor si SuperClusterul sa fie rupte de expansiunea universului.
8 Unde este toata lumea? Paradoxul Fermi
Numit dupa fizicianul Enrico Fermi, paradoxul Fermi incapsuleaza o intrebare cosmica profunda. Stim ca exista miliarde de galaxii, fiecare plina de miliarde de stele si multe dintre aceste stele probabil au planete in jurul lor. Are sens din punct de vedere matematic ca exista si alte forme de viata inteligente acolo.
Si totusi, nu gasim nicio dovada reala a acestor civilizatii. Si asta ne lasa cu intrebarea lui Fermi: „Unde sunt toti?”
Fara dovezi, nu exista un raspuns clar, doar teorii. O posibilitate este ca costul calatoriilor interstelare sa fie prea mare, chiar si pentru civilizatiile avansate.
O alta teorie este ca universul este plin de civilizatii; se intampla sa ne aflam intr-un echivalent cosmic de apa.
Una dintre teoriile mai iesite din cutie este ca facem parte dintr-o gradina zoologica cosmica, unde alte fiinte avansate ne observa, dar nu interactioneaza, tinandu-ne in mod deliberat in intuneric. Acesta este un pic prea barbati in negru pentru mine.
Indiferent de teoria pe care o credeti, paradoxul Fermi este o buna reamintire ca abia am inceput sa exploram universul. Cunostintele noastre despre potentiala viata extraterestra sunt limitate la propriile noastre experiente. Si in timp ce continuam sa extindem aceste cunostinte, ramane intrebarea: unde este toata lumea?
7 rafale radio rapide
Rapid Radio Bursts (FRB) sunt ca blitul camerei din univers, luminand universul cu fulgere de energie care dureaza milisecunde.
Aceste fulgerari intense au fost identificate pentru prima data in 2007. O caracteristica cheie a FRB-urilor este „maturarea lor de dispersie”, care este similara cu pulsarii radio. Practic, trimit o varietate de frecvente radio care sosesc in momente diferite din cauza modului in care interactioneaza cu mediul interstelar.
Originea FRB-urilor a fost intotdeauna incerta. Excitarea initiala a fost urmata de scepticism atunci cand un model de dispersie similar a fost observat in mai multe locatii.
In 2013, au fost descoperite patru FRB-uri suplimentare care impartaseau caracteristici cheie cu exploziile anterioare, dar aveau masuri de dispersie si mai mari, ceea ce sugereaza ca au calatorit si mai departe. Aceasta descoperire a sugerat ca universul ar putea fi plin de aceste fulgerari.
Pana cand un FRB poate fi urmarit intr-o anumita galaxie sau detectat pe diferite lungimi de unda, intreaga poveste din spatele lor va ramane un mister.
6 Punctul rece de fundal cosmic cu microunde
Fondul cosmic cu microunde (CMB) este radiatia de la Big Bang. Acopera universul. Aproape uniform, exista, totusi, cateva mici anomalii. Acestea actioneaza ca un fel de pesmet cosmic care duc inapoi la inceputul universului. Dar exista un patch, cunoscut sub numele de Cold Spot, care nu respecta regulile.
Dimensiunea sa mare, cuplata cu o temperatura putin mai scazuta, este suficienta pentru a-i determina pe cosmologi sa se intrebe de ce?
Teoria principala a fost ca CMB ar fi putut traversa echivalentul unui enorm desert cosmic, numit supervid. Aceste regiuni sterile pot distruge energia de la lumina care le traverseaza datorita expansiunii lor in timp. Este un fel ca o cabina de taxare cosmica, determinand ca lumina sa se raceasca si sa se deplaseze spre rosu mai mult decat media.
Dar cercetarile recente au aruncat o cheie in lucru. Acest studiu sugereaza ca supravidentele cunoscute, chiar si cele nevazute, nu pot explica scaderea temperaturii punctului rece sau dimensiunea impunatoare. Vom sti vreodata de unde vin aceste puncte reci?
5 Uau! Originile semnalului
Pe 15 august 1977, astronomul Jerry Ehman a detectat un semnal radio puternic, scurt si unic folosind radiotelescopul Big Ear al Universitatii de Stat din Ohio. Un semnal care nu a mai fost repetat sau detectat niciodata.
A fost strans constrans la o banda ingusta de frecvente radio, ceva ce natura nu face de obicei. De asemenea, nu a fost o transmisie de pe Pamant sau un satelit care trecea. A fost altceva, ceva special si a durat 72 de secunde.
Multi, inclusiv John Kraus, regizorul Big Ear, au sugerat ca „Wow! Semnal” ar putea fi un semn potential al inteligentei extraterestre, deoarece caracteristicile semnalului erau atat de diferite de ceea ce observam de obicei.
Vanatoarea pentru originile sale a continuat de atunci. Astronomii au efectuat o cautare concentrata pentru o stea asemanatoare Soarelui, care a fost considerata o sursa plauzibila pentru semnal. S-a dovedit a nu corespunde criteriilor. Iar misterul nu este mai aproape de a fi rezolvat.
4 Asimetria barionica: Nimic nu ar trebui sa existe
La o fractiune de secunda dupa Big Bang, universul era plin de perechi particule-antiparticule care, la atingere, s-au sters reciproc, lasand in urma nimic altceva decat energie pura. Are sens pana acum.
Dar iata problema: daca acest echilibru perfect ar fi norma, ar trebui sa avem un univers plin de energie si nimic altceva. Totusi, iata-ne, inconjurati de un univers plin de materie.
Aceasta inseamna ca particulele au supravietuit atunci cand nu ar trebui, creand tot ceea ce vedem astazi. Supravietuirea preferentiala a materiei fata de antimaterie este ceea ce numim problema asimetriei barionice.
Pentru a incerca sa explice acest lucru, oamenii de stiinta spera sa foloseasca Large Hadron Collider al CERN pentru a studia particulele. O explicatie care este explorata este ca legile fizicii s-ar putea sa nu fi fost legile fizicii in momentul Big Bang-ului.
Oamenii de stiinta au facut unele observatii prin procese precum incalcarea paritatii de taxare, dar nimic care sa explice clar tot ceea ce stim.
3 gauri negre supermasive
Gaurile negre sunt ultima enigma. Ganditi-va la un obiect atat de dens incat nicio lumina nu poate scapa de atractia gravitationala. Acum, fa-l de milioane pana la miliarde de ori mai masiv decat Soarele nostru. Este o gaura neagra supermasiva.
Cum se formeaza astfel de lucruri masive? De fapt, nu stim sigur. Avem cateva teorii, dar din moment ce acesti giganti naste literalmente galaxii, nu suntem siguri.
Prima teorie este ca, la fel ca fratii lor mai mici, cu masa stelara, gaurile negre supermasive s-ar putea forma din prabusirea gravitationala a unui obiect ceresc. In acest caz, ar putea fi un nor masiv de gaz in stadiile incipiente ale formarii galaxiilor, cum se formeaza o stea, dar la o scara mult mai mare.
O alta teorie sugereaza ca o gaura neagra stelara obisnuita ar putea „manca” materialul inconjurator de-a lungul a milioane de ani, crescand treptat in dimensiune pana cand ajunge la statutul „supermasiv”.
O teorie similara este ca atunci cand un grup de gauri negre stelare se ciocneste, toata masa lor se uneste intr-o gaura neagra supermasiva.
Oricum ar fi cazul, majoritatea astronomilor sunt de acord ca, odata formate, aceste gauri negre supermasive conduc activitatea galaxiilor.
2 Problema reglajului fin
Esenta problemei de reglare fina este constientizarea ca chiar si ajustarile usoare ale acestor legi si constante fundamentale ar putea duce la un univers in care viata asa cum o stim noi nu poate exista. Imaginati-va ca modificati gravitatia sau forta nucleara puternica doar o mica mica parte – asta ar putea insemna fara stele, fara planete, fara chimie si, in cele din urma, fara viata.
Unele dintre aceste constante, precum constanta cosmologica care influenteaza rata de expansiune a universului, par suspect de ajustate la o precizie aproape nefireasca.
Inseamna asta ca universul a fost conceput pentru viata? Nu neaparat.
Unii oameni de stiinta propun Teoria Multiversului ca o explicatie, unde universul nostru este doar unul dintr-un numar infinit, fiecare cu setul sau unic de legi si constante. Se intampla sa traim intr-unul in care conditiile sunt potrivite pentru viata.
In esenta, ne provoaca sa punem la indoiala intelegerea noastra asupra universului, originea lui si locul nostru in el, inspirand noi ipoteze si conducand explorarea stiintifica.
1 Axionul
Axionii sunt Houdini-urile lumii particulelor. In 1977, fizicienii au observat o ciudatenie: anumite interactiuni intre particule ar fi trebuit sa incalce simetria CP (ideea ca legile fizicii raman neschimbate atunci cand o particula este schimbata cu antiparticula si inversata). Dar, surprinzator, nu au facut-o.
Axionul ipotetic a aparut ca solutie la aceasta enigma si se numara printre cei mai promitatori candidati pentru materia intunecata. Oamenii de stiinta cred ca acesti axioni cu masa mica si energie scazuta ar fi putut fi produsi in cantitati uriase in timpul Big Bang-ului si ar putea acum sa umple universul, explicand unele observatii uluitoare in astrofizica.
Ele sunt inca teoretice, dar daca oamenii de stiinta au succes in experimentele lor, s-ar putea sa obtinem in sfarsit un indiciu cu privire la identitatea continutului de masa lipsa din univers.
