Fizikos mįslės, kurių mokslininkai vis dar negali įminti

Iflscience.com pateikia iššūkius, kuriuos fizikai turės įminti ateityje.

Tamsioji energija

Mes negalime jos matyti, bet galime įrodyti, kad ji egzistuoja. Ir vis dėlto niekas nežino, kas ji tokia. Nepaisant to mokslininkai mano, kad tamsioji energija sudaro 70 proc. Visatos.

Manoma, kad tamsioji energija gali paaiškinti, kodėl galaktikos neatsiskiria viena nuo kitos, o vis tolsta. Tamsiąją energiją galima suvokti kaip atstumiančią gravitaciją, kuri stumia medžiagą. Ji mokslininkams vis dar kelia labai daug klausimų.

Tamsioji medžiaga

Tai dar viena „tamsi“ Visatos struktūros dalis. Tamsia ji vadinama ne dėl to, kad turėtų tokią spalvą, o todėl, kad mokslininkai jos, kaip ir tamsiosios energijos, tiesiogiai pamatyti negali.

Apie tai, kad egzistuoja tamsioji medžiaga, sprendžiama išmatuojant jos gravitacinį poveikį. Manoma, kad įprastinė medžiaga sudaro maždaug 4 proc. visos medžiagos, o likusią dalį – tamsioji energija ir tamsioji medžiaga. Apie jas abi žinoma labai nedaug.

Bangos ir dalelės dualumas

Šviesos dalelės – fotonai, yra dvilypiai. Jie sukuria tipiškus bangoms interferencijos šablonus. Fotonai atsispindi nuo paviršių, taigi gali būti, kad jie yra ir bangos, ir dalelės, arba abu tuo pat metu.

Jie gali būti panaudoti tam, kad išlaisvintų elektronus iš jų apvalkalų, o tai indikuoja, kad fotonai gali būti dalelės. Bet kaip šviesa nustato, ar ji elgiasi kaip banga, ar kaip dalelė?

Ar mes gyvename hologramoje?

Visata ir viskas, ką mes matome, gali turėti tik du matmenis. Visai kaip vaizdas ant kreditinės kortelės – kreditinė kortelė turi visą trijų matmentų vaizdo informaciją, bet yra tik dviejų matmenų.

Kai kurie mokslininkai postuluoja, kad mūsų Visata yra holograma: viskas atrodo tarsi būtų trijų matmenų, tačiau yra dviejų matmenų Visatos projekcija.

Medžiaga ir antimedžiaga

Mokslininkai teigia, kad tik atsiradus Visatai medžiagos ir antimedžiagos – tos pačios masės, tačiau skirtingo krūvio dalelių – buvo po lygiai, tačiau dabar dominuoja vien tik medžiaga. Buvo iškelta daugybė teorijų, tačiau kol kas tikslaus atsakymo nėra.

Tikimasi, kad atsakymai apie medžiagą ir antimedžiagą greitai gali būti atrasti atsinaujinusiame Didžiąjame hadronų greitintuve.

Visatos pabaiga

Kaip atsirado Visata jau daugmaž žinoma – ji prieš 13, 8 mlrd. metų susikūrė po Didžiojo sprogimo. Tačiau dėl to, kokia lemtis jos laukia, mokslininkai nėra tikri. Manoma, kad Visata išnyks po 10 mlrd. metų.

Yra dvi vyraujančios teorijos. Viena jų, priešinga Didžiojo sprogimo teorijai, vadinama Didžiojo griuvimo (Big Crunch) teorija. Joje aiškinama, kad Visatos medžiagos dalelės nustos tolti ir ims trauktis, taigi taip Visata kolapsuos.

Kita teorija – Didžiojo suplėšymo (Big Rip) teorija. Joje teigiama, kad medžiagos dalys viena nuo kitos vis tols greičiau ir greičiau, kol galiausiai suplėšys atomus.

Didelio ir mažo sujungimas

Viskas Visatoje, nuo juodųjų skylių iki žvaigždžių, sudaryta iš to paties elemento – dalelių. Alberto Einsteino reliatyvumo teorija apima labai didelius dalykus, o kvantinė mechanika – labai mažus. Tačiau fizikai niekaip negali abiejų teorijų sujungti į vieną.

Tam trukdo gravitacija, kuri niekaip nedera prie stipriosios ir silpnosios branduolinių sąveikų ir elektromagnetizmo. Mokslininkai ilgą laiką ieško atsakymo ir vienos „visko“ teorijos, jėgas apjungsiančios į vieną.