Kosmos jest wciąż nieznany i im bardziej zanurzamy się w jego tajemnicach, tym więcej otrzymujemy pytań. Zwróćmy uwagę na 7 głównych tajemnic kosmosu, przed którymi stanęła nauka.
Pochodzenie wszechświata
To zagadka zagadek, nad którą ludzkość będzie się długo zmagać. Jedna z pierwszych hipotez naukowych - teoria „Wielkiego Wybuchu” wysunięta przez sowieckiego geofizyka A. A. Fridmana w 1922 r. I dziś jest najpopularniejsza w wyjaśnianiu pochodzenia wszechświata.
Zgodnie z hipotezą na początku cała materia została skompresowana w jednym punkcie, który jest jednorodnym ośrodkiem o niezwykle dużej gęstości energii. Gdy tylko krytyczny poziom kompresji został przezwyciężony, nastąpił Wielki Wybuch, po którym Wszechświat rozpoczął ciągłą ekspansję.
Ale naukowców interesuje to, co wydarzyło się przed Wielkim Wybuchem? Według jednej z hipotez - nic, według drugiej - wszystko. Wielki Wybuch to tylko kolejny etap niekończącego się cyklu rozszerzania i kurczenia się przestrzeni.
Jednak teoria Wielkiego Wybuchu ma również luki w zabezpieczeniach. Zdaniem niektórych fizyków ekspansji Wszechświata po Wielkim Wybuchu towarzyszyłby chaotyczny rozkład materii, ale wręcz przeciwnie, byłby uporządkowany.
Film promocyjny:
Granice wszechświata
Wszechświat stale się powiększa i jest to ustalony fakt. W 1924 roku amerykański astronom Edwin Hubble odkrył rozmyte mgławice za pomocą 100-calowego teleskopu. To były te same galaktyki, co nasza. Kilka lat później udowodnił, że galaktyki oddalają się od siebie zgodnie z określonym wzorcem: im dalej galaktyka, tym szybciej się porusza.
Z pomocą potężnych nowoczesnych teleskopów astronomowie zanurzający się w głębinach Wszechświata przenoszą nas jednocześnie w przeszłość - do epoki formowania się galaktyk.
Astronomowie obliczyli jego wiek na podstawie światła pochodzącego z najdalszych zakątków Wszechświata - około 13,7 miliarda lat. Określono również rozmiar naszej galaktyki Drogi Mlecznej - około 100 tysięcy lat świetlnych i średnicę całego Wszechświata - 156 miliardów lat świetlnych.
Jednak amerykański astrofizyk Neil Cornish zwraca uwagę na jeden paradoks: jeśli ruch galaktyk będzie nadal przyspieszał równomiernie, to z czasem ich prędkość przekroczy prędkość światła. Jego zdaniem w przyszłości nie będzie już można „widzieć tak wielu galaktyk”, ponieważ sygnał ponadświetlny jest niemożliwy.
A co znajduje się poza wyznaczonymi granicami wszechświata? Nie ma jeszcze odpowiedzi na to pytanie.
Czarne dziury
Pomimo faktu, że istnienie czarnych dziur było znane jeszcze przed stworzeniem teorii względności Einsteina, dowody ich obecności w kosmosie uzyskano stosunkowo niedawno.
Samej czarnej dziury nie można zobaczyć, ale astrofizycy zwrócili uwagę na ruch gazu międzygwiazdowego w centrum każdej z galaktyk, w tym naszej. Specyfika zachowania materii sprawiła, że naukowcy zrozumieli, że przyciągający ją obiekt ma „potworną” grawitację.
Siła czarnej dziury jest tak wielka, że otaczająca ją czasoprzestrzeń po prostu się załamuje. Każdy obiekt, w tym światło, spadający poza tak zwany „horyzont zdarzeń” zostaje na zawsze wciągnięty do czarnej dziury. Według naukowców w centrum Drogi Mlecznej znajduje się jedna z najbardziej masywnych czarnych dziur - miliony razy cięższa od naszego Słońca.
Brytyjski fizyk Stephen Hawking zasugerował, że we Wszechświecie istnieją również bardzo małe czarne dziury, które można porównać z masą góry skompresowanej do rozmiaru protonu. Być może badanie tego zjawiska będzie dostępne dla nauki.
Supernova
Kiedy gwiazda umiera, oświetla przestrzeń kosmiczną najjaśniejszym błyskiem, zdolnym przewyższyć blask galaktyki w mocy. To jest supernowa. Pomimo tego, że według astronomów supernowe pojawiają się regularnie, nauka dysponuje pełnymi danymi jedynie o wybuchach zarejestrowanych w 1572 roku przez Tycho Brahe'a oraz w 1604 roku przez Johannesa Keplera.
Według naukowców czas trwania maksymalnej jasności supernowej wynosi około 2 ziemskich dni, ale konsekwencje eksplozji obserwuje się po tysiącach lat. Uważa się więc, że jednym z najbardziej niesamowitych widoków we Wszechświecie - Mgławicą Krab - jest stworzenie supernowej.
Teoria supernowych jest wciąż daleka od ukończenia, ale nawet teraz nauka twierdzi, że zjawisko to może wystąpić zarówno podczas zapadania się grawitacji, jak i podczas eksplozji termojądrowej. Niektórzy astronomowie wysuwają hipotezę, że skład chemiczny supernowych jest budulcem galaktyk.
Czas, przestrzeń
Czas jest wielkością względną. Einstein wierzył, że gdyby jeden z braci bliźniaków został wysłany w kosmos z prędkością światła, to po powrocie byłby znacznie młodszy od swojego brata, który pozostał na Ziemi. „Paradoks bliźniaków” wyjaśnia teoria, że im szybciej człowiek porusza się w przestrzeni, tym wolniej płynie jego czas.
Istnieje jednak inna teoria: im silniejsza grawitacja, tym bardziej zwalnia czas. Według niej czas na powierzchni Ziemi będzie płynął wolniej niż na orbicie. Teorię tę potwierdza również zegar zainstalowany na sondzie GPS, który średnio wyprzedza czas ziemski o 38700 ns / dobę.
Jednak naukowcy twierdzą, że przez sześć miesięcy na orbicie astronauci, wręcz przeciwnie, zyskują około 0,007 sekundy. Wszystko zależy od prędkości statku kosmicznego. Aby przetestować teorię względności w praktyce, w marcu 2015 roku eksperci NASA wyślą amerykańskiego astronautę Scotta Kelly'ego na roczną wyprawę na ISS, podczas gdy jego brat bliźniak Mark pozostanie na Ziemi.
Pas Kuipera
Pas asteroid (pas Kuipera) odkryty pod koniec XX wieku poza orbitą Neptuna zmienił zwykły obraz Układu Słonecznego. W szczególności z góry określił los Plutona, który wyemigrował z rodziny planet do kohorty planetoid.
Część gazów uwięzionych podczas formowania się Układu Słonecznego w najbardziej odległym i najzimniejszym regionie zamieniła się w lód, tworząc wiele planetoid. Obecnie jest ich ponad 10 000. Co ciekawe, niedawno odkryto nowy obiekt - planetoidę UB313, która jest większa niż Pluton. Niektórzy astronomowie już przewidują znalezisko w miejscu znikającej dziewiątej planety.
Pas Kuipera znajdujący się w odległości 47 AU. Oznacza to, że ze Słońca wydawałoby się, że nakreśliło ostateczne granice obiektów w Układzie Słonecznym, ale naukowcy wciąż znajdują coraz więcej nowych, znacznie bardziej odległych i tajemniczych planetoid. W szczególności astrofizycy zasugerowali, że wiele obiektów z pasa Kuipera „nie ma nic wspólnego z Układem Słonecznym i zawiera materię układu obcego nam”.
Światy zamieszkałe
Według Stephena Hawkinga prawa fizyczne Wszechświata są wszędzie takie same, dlatego prawa życia również muszą być uniwersalne. Naukowiec przyznaje, że istnieje możliwość istnienia życia podobnego do tej ziemskiej i innych galaktyk.
Stosunkowo młoda nauka, astrobiologia, zajmuje się oceną żywotności planet na podstawie ich podobieństwa do Ziemi. Chociaż główne wysiłki astrobiologów są skierowane na planety Układu Słonecznego, to wyniki ich badań nie są pocieszające dla tych, którzy mają nadzieję znaleźć życie organiczne w pobliżu Ziemi. W szczególności naukowcy twierdzą, że na Marsie nie ma życia i nie może istnieć, ponieważ grawitacja planety jest zbyt mała, aby utrzymać wystarczająco gęstą atmosferę. Ponadto wnętrzności planet takich jak Mars szybko się ochładzają, co prowadzi do zaprzestania aktywności geologicznej, która wspiera życie organiczne.
Jedyną nadzieją naukowców są egzoplanety innych układów gwiezdnych, w których warunki mogą być porównywalne z tymi na Ziemi. W tym celu w 2009 roku wystrzelono sondę Kepler, która w ciągu kilku lat eksploatacji odkryła ponad 1000 kandydatów na planety nadające się do zamieszkania. Okazało się, że rozmiar 68 planet jest taki sam jak rozmiar Ziemi, ale w stosunku do najbliższej z nich co najmniej 500 lat świetlnych. Zatem poszukiwanie życia w tak odległych światach nie jest kwestią bardzo bliskiej przyszłości.